Pobierz wersję PDF

Komentarze

Transkrypt

Pobierz wersję PDF
ISSN 1895-4421
EPISTEME
CZASOPISMO NAUKOWO-KULTURALNE
KRAKÓW
Nr 12/2011, Tom II
TOM III.indd 1
3/9/12 4:48 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
TOM III.indd 2
3/9/12 4:48 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.
Gratulujemy 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
natchnieniem dla nas w dalszych badaniach naukowych.
Redakcja
TOM III.indd 3
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 4
3/9/12 4:48 AM
I. LEŚNICTWO
TOM III.indd 5
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 6
3/9/12 4:48 AM
Jarosław Bielan
Dorota Haliniak
EPISTEME
12/2011, t. II
s.7-11
ISSN 1895-4421
Dynamika odłowu kornika drukarza (Ips typographus L.)
do pułapek feromonowych w górskich drzewostanach
świerkowych na przykładzie Nadleśnictwa Jeleśnia
Dynamics of the bark beetle (Ips typographus L.) captured to
pheromone traps in Norway spruce mountain forest stands,
Forest District Jeleśnia
Abstrakt: W latach 2005 – 2007 w drzewostanach Nadleśnictwa Jeleśnia odławiano chrząszcze Ips
typographus L. do pułapek feromonowych i ewidencjonowano świerkowy posusz czynny oraz użytki
przygodne. Celem badań było wykazanie związku między liczbą odławianych chrząszczy a miąższością
pozyskanego posuszu czynnego i rozmiarem użytkowania przygodnego, a także wpływu wysokości
położenia n.p.m. pułapek feromonowych na liczbę odławianych osobników I. typographus. W okresie
badań przeciętna liczba odławianych chrząszczy do jednej pułapki w ciągu jednego dnia zwiększyła
się z 32 szt. w 2005 roku do 72 szt. w 2007 roku. Równocześnie w tym czasie miąższość pozyskanego
posuszu czynnego wzrosła z 7354 m3 do 40340 m3. Wykazano silną korelację między liczbą odławianych
chrząszczy a miąższością pozyskanego posuszu. Stwierdzono zmniejszanie się liczby odławianych
chrząszczy wraz ze wzrostem wysokości położenia n.p.m. pułapek feromonowych.
Słowa kluczowe: Ips typographus, świerk, pułapki feromonowe, posusz
Summary: In the 2005 – 2007 period in Norway spruce stands of The Forest District Jeleśnia, Ips
typographus L. beetles were caught to pheromone traps, as well as the infested trees and damaged trees
harvested during salvage cuttings were recorded. The aim of this study is to indicate the relationship
between the number of beetles captured and the volume of infested trees and damaged trees harvested
during salvage cuttings, and moreover the influence of the altitude of pheromone traps’ location on the
number of I. typographus individuals captured. During the period of the study the average number of
beetles captured in one pheromone trap per day increased from 32 individuals in 2005 to 72 individuals
in 2007. Furthermore the volume of infested trees increased from 7354 m3 to 40340 m3. The strong
correlation between the number of the captured beetles and the volume of infested trees was also observed.
This lead to a conclusion that the number of the captured beetles decreased towards higher altitudes of
pheromone traps’ location.
Key words: Ips typographus, Norway spruce, pheromone traps, infested trees
7
TOM III.indd 7
3/9/12 4:48 AM
Jarosław Bielan, Dorota Haliniak
WStęp
W osłabionych drzewostanach świerkowych kornik drukarz (Ips typographus L.) wykazuje
wybitną zdolność do gwałtownego wzrostu liczebności populacji, co sprzyja jego gradacyjnemu
występowaniu [Ząbecki i in. 2007, Grodzki 2009]. Ponadto I. typographus przejawia także
skłonność do zasiedlania drzew uważanych potencjalnie za zdrowe [Gawęda 2004].
W lasach świerkowych stosowane są różne metody przeciwdziałania narastaniu gradacji
I. typographus. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie pułapek feromonowych, za pomocą
których monitoruje się jego występowanie oraz dąży do obniżenia liczebności populacji
tego szkodnika [Grodzki 1998]. Monitoring ma na celu śledzenie dynamiki sezonowej
i wielosezonowej I. typographus, w celu uzyskania informacji o jego przestrzennym
rozmieszczeniu [Kawka 1995, Grodzki 2007]. Umiejętność właściwego stosowania pułapek
feromonowych jest niezmiernie przydatna w realizowaniu celów ochrony lasu [Gawęda 2006],
ponieważ przy wysokiej populacji I. typographus możliwe jest odławianie do jednej pułapki
nawet ponad 20 tys. chrząszczy w ciągu całego sezonu [Król i Bakke 1986, Gawęda 2006].
Celem niniejszej pracy jest:
• Wykazanie związku między liczbą odławianych chrząszczy I. typographus do pułapek
feromonowych a miąższością pozyskanego posuszu czynnego i użytków przygodnych,
• Wykazanie związku między wysokością n.p.m. położenia pułapek feromonowych
a liczbą odławianych chrząszczy I. typographus.
MetodykA
Badania były prowadzone w drzewostanach świerkowych Nadleśnictwa Jeleśnia, w których
w latach 2005 – 2007 dokonywano odłowów I. typographus do pułapek feromonowych typu
Theysohna. Umieszczane były one w tych samych miejscach w grupach po trzy, rzadziej
cztery, sporadycznie po dwie. We wszystkich wykładanych pułapkach stosowano feromon
Ipsodor W. W sumie do badań użyto 101 pułapek w roku 2005,121 w roku 2006 oraz 147
w roku 2007, które rozmieszczone były na różnych wysokościach położenia n.p.m. i na
różnych wystawach stoków.
Kontrolę odłowów I. typographus w pułapkach przeprowadzano w ściśle określonych
terminach, zazwyczaj raz w tygodniu. Intensywność odłowu I. typographus do pułapek
feromonowych w poszczególnych latach przedstawiono, wykorzystując wskaźnik średniej
liczby odławianych chrząszczy do jednej pułapki w ciągu jednego dnia (W1), zgodnie
z następującym wzorem:
gdzie:
Lch – liczba chrząszczy I. typographus odłowiona w okresie obserwacji [szt.],
Lp – liczba pułapek użytych do odłowu [szt.],
d – liczba dni, w których prowadzono odłowy.
Zestawiono ponadto miąższość świerkowego posuszu czynnego i użytków przygodnych
za okres lat 2005 – 2007. Dane odnoście miąższości pozyskiwanego posuszu czynnego
i użytków przygodnych pobrano z bazy SILP Nadleśnictwa Jeleśnia.
8
TOM III.indd 8
3/9/12 4:48 AM
Dynamika odłowu kornika drukarza (Ips typographus L.) do pułapek...
Do wykazania wpływu wysokości położenia n.p.m. drzewostanów świerkowych na intensywność
odłowów I. typographus, wyróżniono trzy strefy wysokości, w których rozmieszczone zostały
pułapki feromonowe: 601 – 800 m n.p.m., 801 – 1000 m n.p.m. i powyżej 1000 m n.p.m.
Wyniki
Intensywność odławiania chrząszczy I. typographus do pułapek feromonowych w latach 2005
– 2007 była zróżnicowana. Największą liczbę chrząszczy w przeliczeniu na jedną pułapkę
odłowiono w 2007 roku – ponad 12 tysięcy osobników. Było to ponad dwa razy więcej niż
w latach poprzednich (tab. 1). Wskaźnik średniej liczby odłowionych chrząszczy do jednej
pułapki w ciągu jednego dnia (W1) w kolejnych latach wykazywał podobny trend.
Rok
Rodzaj informacji
2005
2006
2007
Liczba odłowionych chrząszczy
491405
673360
179140
Średnia liczba chrząszczy odłowionych do jednej pułapki
4865
5565
12185
Wskaźnik średniej liczby odłowionych chrząszczy do
jednej pułapki w ciągu jednego dnia W1
32
37
72
Tab. 1. Liczba odłowionych chrząszczy I. typographus [szt.] w poszczególnych latach
Wraz ze wzrostem średniej dziennej liczby odławianych chrząszczy I. typographus do jednej
pułapki (W1) w kolejnych latach obserwacji, następował wzrost miąższości pozyskanego
posuszu czynnego (PC) z 7354 m3 w roku 2005 do 40340 m3 w roku 2007, natomiast użytki
przygodne (UP) wzrosły w tym samym okresie z 52361 m3 do 67840 m3. Wynika z tego,
że zmiany wartości wskaźników PC i UP w okresie lat 2005 – 2007 nie były analogiczne
w stosunku do zmian wskaźnika W1. Wzrost wskaźnika W1 ponad dwukrotnie skutkował
wzrostem miąższości pozyskania posuszu czynnego ponad czterokrotnie, gdy równocześnie
odnotowano wzrost użytków przygodnych o 30% (tab. 2).
Rok
W1* [szt.]
Dynamika [%]
PC** [m3]
Dynamika [%]
UP*** [m3]
Dynamika [%]
2005
32
100
7354
100
52361
100
2006
37
116
31036
422
52075
99
2007
72
225
40340
549
67840
130
Tab. 2. Relacja między liczbą odłowionych chrząszczy do jednej pułapki a miąższością pozyskanego
posuszu czynnego i pozyskanych użytków przygodnych w kolejnych latach, * wskaźnik średniej liczby
odłowionych chrząszczy do jednej pułapki w ciągu jednego dnia, ** miąższość pozyskanego posuszu
czynnego, *** miąższość pozyskanych użytków przygodnych
Badanie wpływu wysokości n.p.m. rozmieszczenia pułapek feromonowych na wielkości
odłowu chrząszczy I. typographus dowiodło, że istnieje między tymi elementami zależność.
Najwięcej chrząszczy średnio do jednej pułapki odłowiono do zlokalizowanych w zakresie
wysokości od 601 do 800 m n.p.m., nieco mniej stwierdzono na wysokości od 801 do 1000
m n.p.m. a najniższe wartości wykazano w pułapkach umiejscowionych powyżej 1000m
n.p.m. Zależność tę potwierdzają także wartości średniej liczby odłowionych chrząszczy ze
wszystkich analizowanych lat (tab. 3).
9
TOM III.indd 9
3/9/12 4:48 AM
Jarosław Bielan, Dorota Haliniak
Rok
Wysokość n.p.m.
Wartość średnia
2005
2006
2007
601 – 800 m
37
44
90
68
801 – 1000 m
31
37
72
59
powyżej 1000 m
27
24
53
43
Tab. 3. Średnia dzienna liczba odławianych chrząszczy I. typographus [szt.] do jednej pułapki w
zależności od wysokości n.p.m. w kolejnych latach
Dyskusja
Właściwie prowadzony monitoring z zastosowaniem pułapek feromonowych dostarcza bardzo
cennych informacji o dynamice liczebności populacji I. typographus. Analizując wyniki badań
przeprowadzonych w Nadleśnictwie Jeleśnia, można sądzić, że podwojenie wielkości odłowów
w roku 2007 w stosunku do lat poprzednich, było związane z wystąpieniem w tym okresie
kulminacji gradacji I. typographus, o czym także świadczy wielkość pozyskanego posuszu.
Analiza dotycząca badania wpływu wielkości odłowu I. typographus do pułapek feromonowych
w Nadleśnictwie Jeleśnia na nasilenie wydzielania posuszu czynnego, potwierdziła istnienie
silnej zależności między tymi dwoma miernikami. Grodzki (2007) na poziomie obiektów
badawczych, którymi były górskie parki narodowe, również wykazał taki związek. Niniejsze
badania wykazały jednak, że dynamika odłowu I. typographus do pułapek feromonowych nie
zawsze jest równoważna dynamice wydzielania się posuszu czynnego. Przyczyn tego stanu
można upatrywać w oddziaływaniu skrajnych zjawisk meteorologicznych, np. suszy.
Monitoring I. typographus, za pomocą pułapek feromonowych, pozwala określić jego
przestrzenną charakterystykę liczebności populacji oraz wpływ np. wysokości n.p.m. na
występowanie tego groźnego kambiofaga. Jak dowodzi Grodzki (1998, 2007, 2009),
Sroczyński (2003) oraz Mazur i in. (2004), wraz ze wzrostem wysokości zazwyczaj maleje
liczba odławianych szkodników. Badania przeprowadzone na terenie Nadleśnictwa Jeleśnia
także potwierdzają tę zależność, choć anomalia meteorologiczne np. huraganowe wiatry
mogą zaburzyć ogólny trend spadku liczby odławianych chrząszczy I. typographus wraz
z wysokością n.p.m. Nagromadzenie drewna poklęskowego, nie zawsze wywiezionego
w terminie z lasu przed rozpoczęciem rójki, sprzyja migracji chrząszczy do miejsc łatwo
dostępnego żeru. Zasiedlenie złomów i wywrotów przez I. typographus, może przełożyć
się na mniejszy odłów chrząszczy do pułapek umieszczonych na obszarach poklęskowych.
Zdaniem Starzyka (1996), feromony przy korzystnych wiatrach górskich zwabiają chrząszcze
nawet z odległości do 3 km, lecz najskuteczniej działają na odległość nie przekraczającą 100
m. Nilssen (1984) i Gries (1985) dodają, że I. typographus w sprzyjających warunkach może
migrować na dużo większe odległości, nierzadko sięgające kilkunastu kilometrom.
Zwalczanie I. typographus powinno zatem mieć miejsce we wszystkich zagrożonych
drzewostanach świerkowych, bez względu na ich położenie n.p.m., ponieważ szkodnik ten
w drzewostanach wysokogórskich nie pełni już wyłącznie roli marginalnej, polegającej
na eliminowaniu drzew najsłabszych, ale powoduje zamieranie ogromnych powierzchni
drzewostanów uznawanych dotąd za względnie stabilne.
Literatura
10
TOM III.indd 10
3/9/12 4:48 AM
Dynamika odłowu kornika drukarza (Ips typographus L.) do pułapek...
Gawęda P. 2004. Agresywny drukarz. Las Polski, 5: 26 – 27.
Gawęda P. 2006. Feromony a kornik drukarz. Las Polski, 15 – 16: 20 – 22.
Gries G. 1985. Zur Frage der Dispersion des Buchdruckers (Ips typographus L.). Z. Ang. Ent., 99:
12 – 20.
Grodzki W. 1998. Szkodniki wtórne świerka – kornik drukarz i kornik drukarczyk. Biblioteczka
leśniczego (95). Wydawnictwo Świat. Warszawa.
Grodzki W. 2007. Wykorzystanie pułapek feromonowych do monitoringu populacji kornika drukarza.
Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa, Rozprawy i monografie: 8.
Grodzki W. 2009. Przestrzenne uwarunkowania rozwoju obecnej gradacji kornika drukarza Ips
typographus (L.) w Beskidzie Śląskim i Żywieckim. Prace Komisji Nauk Rolniczych, Leśnych
i Weterynaryjnych Polskiej Akademii Umiejętności, 11: 73 – 82.
Kawka E. 1995. Ocena możliwości ograniczenia liczebności populacji kornika drukarza Ips
typographus (L.) w drzewostanach świerkowych na przykładzie Gorczańskiego Parku
Narodowego. Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody, 3: 127 – 133.
Król A., Bakke A. 1986. Skuteczność wabienia kornika drukarza przez tradycyjne drzewa pułapkowe
oraz pułapki feromonowe. Sylwan, 12: 29 – 39.
Mazur A., Łabędzki A., Raj A. 2004. Rola drukarza w lasach górskich (2). Las Polski, 6: 26 – 27.
Nilssen A.C. 1984. Long – range aerial dispersal of bark beatles and bark weevils (Coleoptera,
Scolytidae and Curculionidae) in northern Finland. Ann. Ent. Fenn., 50 (2): 37 – 42.
Sroczyński M. 2003. I co dalej? Kornik drukarz czy PheropraxTM Ampułka? Las Polski, 4: 28 – 29.
Starzyk J.R. 1996. Wykorzystanie feromonów do prognozowania i zwalczania szkodników wtórnych
w lasach górskich. Sylwan, 1: 23 – 36.
Ząbecki W., Kula E., Olesiak P. 2007. Succesion of Ips typographus (L.) ans Pityogenes chalcographus
(L.) on Picea abies windbreaks and windfalls an a criterion of the date of wood removal from
disaster areas. Ochrana lesa. Zbornik vedeckych a odbornych prac z medzinarodnej konferencie.
Zvolen: Technika Univerzita vo Zvolene 2007, 11 – 18.
Adres do korespondencji:
Jarosław Bielan
Katedra Ochrony Lasu i Klimatologii Leśnej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 46, 31 – 425 Kraków
e-mail: [email protected]
opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Wojciech Ząbecki
11
TOM III.indd 11
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 12
3/9/12 4:48 AM
Blanka Ćwieluch
Katarzyna Trętowska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.13-18
ISSN 1895-4421
Ocena liczebności dzikich kopytnych na Wysoczyźnie Elbląskiej
Estimating numbers of wild unqulates in Elbląg Hills
Abstrakt: Ocenę liczebności dzikich kopytnych wykonano na terenie 6 obwodów łowieckich
nadzorowanych przez Nadleśnictwo Elbląg, których łączna powierzchnia leśna wynosiła 10,2 tys. ha.
Zastosowano metodę analizy wyników polowań zbiorowych dysponując 52 miotami pędzeń w sezonie
łowieckim 2009/10. Podczas pędzeń zbierano dane dotyczące liczby obserwowanych przez myśliwych
poszczególnych gatunków jeleniowatych oraz liczby odstrzelonych dzików. W sumie myśliwi
zaobserwowali 36 osobników jelenia europejskiego, 80 jeleni sika, 3 daniele, 547 sarn oraz pozyskali
35 dzików. Liczbę zaobserwowanych jeleniowatych oraz liczbę pozyskanych dzików przeliczono na
jeden miot i potraktowano jako zmienna niezależna. Przy pomocy równań matematycznych obliczono
następnie bezwzględne zagęszczenie populacji (N/1000 ha lasu), które w równaniach było zmienną
zależną. Wyniki obliczeń wskazują, iż na badanych obwodach łowieckich bytuje 409 jeleni sika, 92
osobniki jelenia europejskiego, 567 sarn i 705 dzików. W przeliczeniu na 1000 ha lasu oznacza to, że
zagęszczenie poszczególnych gatunków wynosi odpowiednio 40,1; 9,0; 55,6; 69,1 osobników/1000 ha.
Słowa kluczowe: liczebność dzikich kopytnych, polowania zbiorowe, bezwzględne zagęszczenie
Summary: Population census of wild unqulates was carried out in 6 hunting districts located in Forest
District Elbląg. Their forest area amounted to 10,2 thousand ha. Using collect hunts data including 52
drive hunts, number of wild unqulates was estimated during 2009/10 hunting season. During driver hunts
number of deer seen and number of wild boar shot were registered. Number of red deer, sika deer, fallow
deer and roe deer which were observed by hunters amounted to 36, 80, 3 and 547 individuals respectively.
During drive hunts 35 wild boar was harvested. Number of deer seen and wild boar shat were calculated
per 1 drive hunt (independent variable). Using linear reqressions formula, the absolute population density
i.e (individulas per 1000 ha of forest) was calculated. Results of calculations showed that in 6 hunting
districts there was 409 sika deer, 92 red deer, 567 roe deer and 705 wild boar. Population desity calculated
per 1000 ha of forest amounted to 40,1 (sika deer), 9,0 (red deer), 55,6 (roe deer) and 69,1 (wild boar).
Key words: number of wild unqulates, collect hunts, population census, absolute density, north-eastern
Poland
13
TOM III.indd 13
3/9/12 4:48 AM
Blanka Ćwieluch, Katarzyna Trętowska
Wstęp
Inwentaryzacja zwierząt łownych w Polsce odbywa się po zakończeniu sezonu polowań
przy pomocy arbitralnych szacunków opartych na częstym przebywaniu myśliwych
w obwodach łowieckich [Fruziński, 2002]. Nie są to dane zbyt wiarygodne, gdyż
według rocznika statystycznego mamy obecnie do czynienia z niekontrolowanym
wzrostem liczebności jeleni, sarn i dzików, których zagęszczenie przekroczyło stosowne
normy zalecane przez gospodarkę łowiecką [Bobek et al., 2007; 2009]. Brak rzetelnej
inwentaryzacji łosi spowodował, iż polowania na ten gatunek zostały zawieszone [Bobek
et al., 2005a].
Dlatego już od dłuższego czasu trwają w naszym kraju poszukiwania wiarygodnej
i taniej metody oceny liczebności zwierząt łownych. Stosowane do tej pory pędzenia
powierzchni próbnych wymagają zaangażowania kilkudziesięciu osób, a ich
zastosowanie ogranicza się głównie do inwentaryzacji sarn [Miłkowski, 1969]. Inną
metodą jest bilansowanie liczebności zwierząt tworzących duże jednostki socjalne na
dużych 400 – 500 ha powierzchniach taksacyjnych [Maruyama, 1992]. Metodę można
stosować do oceny liczebności jeleni, danieli oraz dzików lecz również wymaga ona
zaangażowania kilkudziesięciu osób. W ostatnich dwóch dekadach liczebność dzikich
kopytnych oceniano też przy pomocy tropień na liniowych transektach [Fonseca et al.,
2007; Ciepluch, 2005]. Wskaźnik zagęszczenia tropów jest w tej metodzie przetwarzany
na bezwzględne zagęszczenie populacji. Do chwili obecnej omawianą metodę
przetestowano w ponad 100 nadleśnictwach na obszarze około 2,5 mln lasów [Bobek et
al., 2006b]. Metoda wymaga jednak odpowiednich warunków śniegowych, dobrej sieci
dróg leśnych, przejezdnych w okresie zimy samochodem oraz wykonania tropień w ciągu
kolejnych 5 – 10 dni.
W ostatnich latach podejmuje się wysiłki przetwarzania danych uzyskanych z polowań
zbiorowych na bezwzględną liczebność populacji. Próby takie są czynione w Polsce oraz
na półwyspie Iberyjskim [Bobek et al., 2005; Nores et al., 2010]. Polowania zbiorowe
są co roku organizowane przez myśliwych, a ocena liczebności zwierząt łownych na
podstawie liczby obserwowanych i pozyskanych osobników byłyby metodą bez
dodatkowych kosztów. Dlatego celem niniejszej pracy jest próba oceny liczebności
populacji jeleniowatych i dzików na terenie Nadleśnictwa Elbląg na podstawie analizy
wyników polowań zbiorowych na tym terenie.
Teren badań, materiał i metody
Lasy Nadleśnictwa Elbląg obejmują swoim zasięgiem tereny zróżnicowane
krajobrazowo: Mierzeję Wiślaną z najniżej położonym punktem w Polsce (1,8 m p.p.m.,
Raczki Elbląskie), Żuławy Wiślane oraz Wysoczyznę Elbląską, a ich łączna powierzchnia
wynosi 13 732 ha.
Badania dotyczące niniejszej pracy przeprowadzone zostały w obszarze morenowej
Wysoczyzny Elbląskiej, osiągającej w kulminacyjnym punkcie 197 m n.p.m. (Maślana Góra).
Teren ten ukształtowany został przez ustępujący lodowiec, o czym świadczą łagodne
zbocza wzniesień oraz głębokie erozyjne doliny rzeczne. Wzniesienia Elbląskie bogate
są w siedliska lasów świeżych i lasów mieszanych. Rzadziej spotyka się tu lasy wilgotne
i łęgi [Wasilewski i Charmier-Ciemiński, 2009].
14
TOM III.indd 14
3/9/12 4:48 AM
Ocena liczebności dzikich kopytnych na Wysoczyźnie Elbląskiej
Dysponowano materiałami dotyczącymi wyników polowań zbiorowych na jelenie europejskie,
jelenie sika, sarny i dziki, jakie w sezonie łowieckim 2009/2010 wykonano w obwodach
łowieckich i nadzorowanych przez Nadleśnictwo Elbląg. W październiku 2009 rozdano kołom
łowieckim trzy rodzaje kart dotyczących polowań zbiorowych: dla prowadzącego polowanie,
prowadzącego nagankę oraz dla myśliwych biorących udział w polowaniu. Obowiązkiem
prowadzącego polowanie było podanie numerów oddziałów leśnych wchodzących w skład
miotu, warunków pogodowych, liczbę oddanych strzałów w poszczególnych miotach, jak
również liczbę odstrzelonych zwierząt w miotach. Prowadzący nagankę podawał liczbę
naganiaczy, ewentualnie liczbę psów biorących udział w pędzeniu oraz liczbę i gatunki
zwierząt obserwowanych miocie. Myśliwi byli zobowiązani do podania swoich stanowisk w
kolejnych miotach, liczby obserwowanych zwierząt opuszczających miot, liczby i gatunku
zwierząt pozyskanych oraz liczby oddanych strzałów.
W obliczeniach uwzględniono mioty, których powierzchnia była podobna 60 – 75 ha, a liczba
myśliwych biorących udział w polowaniach wahała się od 12 – 15 osób. Liczba naganiaczy
zamykała się w granicach 7 – 10 osób, a liczba psów nie była wyższa niż 5 osobników.
Analiza otrzymanych wyników polegała na wyeliminowaniu wielokrotnych obserwacji tych
samych zwierząt przez myśliwych, weryfikacji gatunków zwierząt obserwowanych przez
myśliwych i nagankę (dane z naganki były włączane tylko w przypadkach kiedy dany gatunek
nie był obserwowany przez myśliwych) oraz liczby zwierząt pozyskanych, przypadających
na jeden miot pędzeń. Zagęszczenie populacji jelenia europejskiego, jelenia sika, saren
i dzików obliczono posiłkując się wzorami regresji prostoliniowej, które wyprowadzono
z danych otrzymanych w lasach nizinnych Polski południowo-zachodniej [Bobek et al., 2011].
Stosowano następujące równania: Y1,2=11,53+12,1X1,2; Y3=68,8+19,5X3; Y4 =37,9+49,3X4
Gdzie Y1,2 jest zagęszczeniem na 1000 ha lasu jelenia europejskiego (1), jelenia sika (2), a
Y3 i Y4 to odpowiednio zagęszczenie sarny i dzika na 1000 ha lasu. Natomiast X1,2 to średnia
liczba jelenia europejskiego (1), jelenia sika (2) obserwowanych miotach przez myśliwych
(nagankę), X3 oznacza średnią liczbę saren obserwowanych miotach przez myśliwych
(nagankę), a X3 jest średnia liczbą dzików pozyskanych w miotach. Obliczone zagęszczenia
populacji badanych gatunków mnożono przez powierzchnie leśną wszystkich analizowanych
obwodów łowieckich otrzymując liczebność populacji jelenia europejskiego, jelenia sika,
sarny i dzika. Liczebność tych gatunków rozdzielono na poszczególne obwody łowieckie
według tak zwanego sukcesu łowieckiego. Jako sukces łowiecki danego gatunku w obwodzie
przyjęto procent pozyskanych osobników w obwodzie w stosunku do liczby wszystkich
osobników tego gatunku pozyskanych w 6 obwodach łowieckich podczas sezonu 2008/2009.
Wyniki
Dysponowano danymi z 52 miotów polowań zbiorowych wykonanych w pięciu obwodach
łowieckich. Podczas prowadzonych pędzeń myśliwi zaobserwowali 36 jeleni europejskich, 81
jeleni sika, 547 saren. Pozyskano 35 dzików. Średnio na jeden miot obserwowano 0,692 jeleni
europejskich; 1,558 jeleni sika oraz 10,519 saren. Liczba odstrzelonych dzików przypadająca
na jeden wykonany miot wynosiła 0,673 osobnika.
Po podstawieniu tych danych do stosowanych równań regresji otrzymano zagęszczenie populacji
badanych gatunków. Obliczono, iż zagęszczenie jelenia europejskiego przypadające na 1000 ha
lasu wynosiło 19,9 osobników, natomiast zagęszczenie jeleni sika i sarny obliczono odpowiednio
jako 30,4 i 273,9 zwierząt/1000 ha lasu. Według liczby pozyskanych dzików przypadających na
jeden miot zagęszczenie populacji tego gatunku osiągnęło wartość 71,1 osobników/1000 ha lasu.
15
TOM III.indd 15
3/9/12 4:48 AM
Blanka Ćwieluch, Katarzyna Trętowska
Obliczone zagęszczenia pomnożono przez powierzchnię leśną wszystkich obwodów
łowieckich znajdujących się na Wysoczyźnie Elbląskiej uwzględniając także powierzchnię
leśną obwodu 16, z którego nie otrzymano wyników z polowań zbiorowych. Wyniki zestawione
w tab. 2 wskazują, iż na powierzchni leśnej wszystkich obwodów łowieckich (10160 ha)
bytowało 202 jelenie europejskie, 308 jeleni sika, 2783 saren i 772 dzików. Posługując się
sukcesem łowieckim (por. metodyka prac) dane dotyczące liczebności populacji 4 badanych
gatunków rozdzielono na poszczególne obwody łowieckie. Zestawienie prezentuje tab. 2.
Numer
obwodu
Powierzchnia
leśna (ha)
Obserwowane przez myśliwych
Liczba
miotów
Jeleń
Jeleń
europejski
sika
Sarna
Pozyskane
dziki
57 (15)
1846
4
-
33
16
3
87 (27)
2921
8
6
38
68
4
117 (39)
1034
17
2
-
153
8
85 (26)
1228
15
25
10
187
15
116 (36)
1066
8
3
-
123
5
Razem
8095
52
36
81
547
35
Tab. 1. Baza danych z polowań zbiorowych wykonanych w Nadleśnictwie Elbląg w sezonie łowieckim
2009/2010 (Wysoczyzna Elbląska). W nawiasach podano starą numerację obwodów
Numer obwodu
Powierzchnia
leśna (ha)
Jeleń europejski
Jeleń sika
Sarna
Dzik
15
1846
14
138
180
129
16
2065
20
79
565
146
27
2921
64
80
382
86
39
1034
20
11
404
81
26
1228
56
-
561
173
36
1066
28
-
691
107
Razem
10160
202
308
2783
722
Tab. 2. Liczebność zwierzyny grubej w obwodach łowieckich Nadleśnictwa Elbląg położonych na
Wysoczyźnie Elbląskich, oceniona na podstawie analizy wyników polowań zbiorowych w sezonie
łowieckim 2009/2010
Dyskusja
Porównanie wyników dotyczących liczebności czterech badanych gatunków z oficjalną
inwentaryzacją kół łowieckich wykazuje duże rozbieżności. Według kół łowieckich liczebność
jelenia europejskiego wynosiła 118 osobników, natomiast w niniejszej pracy stwierdzono, iż
liczebność tego gatunku (n=202) była niemal dwukrotnie wyższa. Podobne różnice wykazano
16
TOM III.indd 16
3/9/12 4:48 AM
Ocena liczebności dzikich kopytnych na Wysoczyźnie Elbląskiej
dla jelenia sika. Myśliwi oszacowali liczebność jelenia sika na 209 osobników wobec 308
osobników jakie obliczono na podstawie polowań zbiorowych. Największe rozbieżności
dotyczą jednak sarn. Inwentaryzacja tego gatunku przez koła łowieckie wykazała obecność
1206 osobników, a więc ponad dwukrotnie mniej niż ocena liczebności sarn jaką wykonano
w niniejszej pracy (n=2783). Liczebność dzików oszacowana przez myśliwych (n=660) była
bardzo zbliżona do liczebności tego gatunku jaką oceniono przy pomocy polowań zbiorowych.
Cechą charakterystyczną dla badanych obwodów łowickich jest występowanie zwartej
populacji jelenia sika. W ostatnich latach wypowiadane są opinie, iż gatunek ten będący
obcym elementem w naszej faunie, należałoby całkowicie wyeliminować [Gizak, 2011].
Znane jest zjawisko hybrydyzacji jelenia europejskiego i jelenia sika [Bartos et al., 1991].
Jednak brak jest wiarygodnych publikacji w jakim stopniu to zjawisko występuje na
Wysoczyźnie Elbląskiej. Jelenia sika obwinia się także o przenoszenie na populacje jelenia
szlachetnego groźnego pasożytniczego nicienia Ashworthius sidemi Schulz, 1933, który
wysysa krew ze ścian trawieńca przeżuwaczy. Jednak brak jest takich danych, dla terenów
gdzie obecnie bytuje jeleń sika. Zagrożenie dla populacji jelenia szlachetnego przez jelenia
sika spowodowało, iż docelowo w roku 2017 liczebność populacji planuje się zmniejszyć do
200 osobników [Wasilewski i Charmier-Ciemiński, 2009].
Metoda oceny liczebności populacji na podstawie analizy wyników polowań zbiorowych
stwarza w perspektywie możliwości rzetelnej inwentaryzacji zwierzyny grubej pod warunkiem,
iż wcześniej zostanie wykalibrowana zależność pomiędzy liczbą obserwowanych bądź
odstrzelonych zwierząt z bezwzględnym zagęszczeniem populacji ocenionym przy pomocy
innych obiektywnych metod. Zależność taka użyta w niniejszej pracy została wyskalowana
w lasach nizinnych Dolnego Śląska co być może obniża dokładność uzyskanych wyników.
Poprawienie dokładności metody to wykonanie takiej kalibracji dla Wysoczyzny Elbląskiej
jak również branie do analizy liczby miotów proporcjonalnie do powierzchni leśnej każdego
obwodu łowieckiego. Jednakże wyniki uzyskane w niniejszej pracy potwierdzają zjawisko
zaniżenia przez szacunki łowieckie liczebności jeleniowatych, które wcześniej zostało
udokumentowane w naszym kraju przez stosowanie innych obiektywnych metod oceny
liczebności dzikich kopytnych.
Literatura
Bartos L. 1991. Sika red deer hybridization-recognition, consequences and present status. Pages
191-195 in N. Marugama, B. Bobek, Y. Ono, W. Regelin, L. Bartos and P. Ratcliffe (eds). Wildlife
conservations, present trends and perspectives for the 21st century. Japan Wildlife Research Center.
Bobek B., D. Merta, W. Frąckowiak, W. Rembacz and L. Wiśniowska. 2005a. Transforming data of
drive hunts into population density of big game animals. Pages 291-292 in K. Pohlmeyer (ed.)
Extended abstracts of 27th IUGB Congress. Hannover, Germany
Bobek B., D. Merta, P. Sułkowski and A. Siuta. 2005b. A moose recovery plan for Poland: Main
objectives and tasks. Alces 41:129-138.
Bobek B., T. Mamok, J. Mikoś, W. Rembacz, A. Standio and R. Wasilewski. 2006a. Management of
red deer in Poland: field data versus official hunting statistic.
17
TOM III.indd 17
3/9/12 4:48 AM
Blanka Ćwieluch, Katarzyna Trętowska
Bobek B., W. Fronckowiak, D. Merta, K. Szmyd-Gołba i L. Wiśniowska. 2006b. Wieloletnie
łowieckie plany hodowlane. Las Polski 17:16 Pages 24-25 in L. Bartos, A. Dusek, R. Kotrba
and J. Bartosova –Vichova (eds). Advances in Deer Biology. Praha 2006.
Bobek B., A. Płaksej, W. Frąckowiak i D. Merta. (eds) 2007. Gospodarka łowiecka i ochrona
populacji dzikich zwierząt na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych we Wrocławiu.
RDLP-Wrocław. Wrocław 2007.
Bobek B., J. Mikoś i R. Wasilewski. (eds) 2009. Gospodarka łowiecka i ochrona dzikich zwierząt na
Pomorzu Gdańskim. Polskie Towarzystwo Leśne- Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w
Gdańsku. Gdańsk 2009.
Bobek B., W. Frąckowiak, D. Merta, L. Orłowska i M. Wojciuch Płoskonka. 2011. Metody
inwentaryzacji zwierząt łownych i chronionych. PWRiL. Warszawa (w przygotowaniu).
Ciepluch Z. 2005. Jeleń w Nadleśnictwie Strzałowo. Leśny Kompleks Promocyjny „Lasy Mazurskie”.
Strzałowo 2005.
Fonesca C., M. Kolecki, D. Merta and B. Bobek 2007. Use of line intercept track index and plot sampling
for estimating wild boar Sus scrofa (Suidae) densities in Poland. Folia Zool. 56,4: 389-398
Fruziński B. 2002. Gospodarka łowiecka. Wydawnictwo Łowiec Polski. Warszawa.
Gizak D. 2011. Niepewne losy jelenia sika. Brać Łowiecka, 1: 48-51.
Maruyama N. 1992. The block count method for estimating sika deer and Japanese serow population
size. Pages 53-56 in B. Bobek, K. Perzanowski and W. L. Regelin (eds). Global trends in wildlife
management. Proc. 18th IUGB Congress. Kraków, Poland
Miłkawski L. 1969. Z doświadczeń nad inwentaryzacją grubej zwierzyny w Puszczy Białowieskiej.
Łowiec Polski, 22: 4-5.
Nores A., A. Segura and I. Rodrigues. 2010. Wild boar counting on drives: testing a method. Book of
abstracts 8th International Symposium in Wild Boar and other Suids: 4. York, United Kingdom.
Schulz, R. E. 1933. Ashworthius sidemi n. sp. (Nematoda, Trichostrongylidae) aus einem Hirsch
(Pseudaxis hortulorum) des fernen Ostens. Zeitschrift für Parasitenkunde 5:735–739.
Wasilewski R. i W. Charmier-Ciemiński 2009. Rozmieszczenie i liczebność oraz charakterystyka
jelenia sika (Cervus nippon) w Nadleśnictwie Elbląg. Strony 63-82 [w:] B. Bobek, J. Mikoś i
R. Wasilewski (eds). Gospodarka łowiecka i ochrona dzikich zwierząt na Pomorzu Gdańskim.
Polskie Towarzystwo Leśne: Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w Gdańsku. Gdańsk,
2009.
Adres do korespondencji:
Katarzyna Trętowska
Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki, Instytut Biologii
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
31-054 Kraków, ul. Podbrzezie 3
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Bogusław Bobek
18
TOM III.indd 18
3/9/12 4:48 AM
Marcin Klisz
EPISTEME
12/2011, t. II
s.19-24
ISSN 1895-4421
GENETYCZNE UWARUNKOWANIA RELACJI WYMIARÓW CEWEK MODRZEWIA
EUROPEJSKIEGO
Genetic aspects of interrelationships of tracheid properties of
European larch
Abstrakt: W latach 2008–2010 zrealizowano badania nad uwarunkowaniami genetycznymi zmienności
struktury drewna modrzewia europejskiego rosnącego na plantacyjnej uprawie nasiennej. Badaniami
objęto 188 drzew reprezentujących 8 rodów modrzewia europejskiego. W oparciu o wywierty zawierające
najmłodsze słoje roczne określono średnie wartości wymiarów cewek: długość i szerokość cewek oraz
grubość ściany komórkowej. Analizę wymiarów cewek przeprowadzono w Laboratorium Analiz Drewna
i Włókien Drzewnych Szwedzkiego Uniwersytetu Rolniczego SLU w Umeå przy pomocy analizatora
optycznego Kajaani FiberLab 3.5. Uzyskane średnie, statystyki zmienności cech oraz frekwencję w
klasach długości cewek oparto na wynikach pomiaru 60094 cewek. W analizie zmienności wymiarów
cewek wykorzystano pakiet statystyczny STATISTICA 8. Określono podstawowe parametry genetyczne
dla analizowanych cech oraz wartości korelacji genotypowych i fenotypowych. W obliczeniach oparto
się na wzorach Vright’a [1976] wykorzystując komponenty wariancyjne i kowariancyjne określone z
wykorzystaniem opcji MANOVA procedury GLM SAS 9.2 Pl. Wszystkie obserwowane korelacje
występujące pomiędzy wymiarami cewek miały dodatni charakter. Najwyższe wartości współczynników
korelacji genotypowych zaobserwowano pomiędzy średnią długością cewki a pozostałymi cechami
cewek, oraz pomiędzy długością cewki ważoną a grubością ściany komórkowej. Najsilniejsze korelacje
fenotypowe i genotypowe dotyczyły zależności występującej pomiędzy długością cewki ważoną
a grubością ściany komórkowej. Uzyskane wyniki zależności występujących pomiędzy wymiarami
cewek modrzewia europejskiego korespondują z badaniami prowadzonymi na świerku pospolitym
i Pinus taeda [Goggans 1964, Hannrup i in. 2004, Zubizarreta-Gerendiain i in. 2008].
Słowa kluczowe: korelacje genotypowe, korelacje fenotypowe, cewki, modrzew europejski
Summary: The investigation on genetic parameters of wood structure of European Larch coming from seed
orchard, were carried out in 2008-2010. The 188 trees used in study represented 8 plus trees of European
Larch. Tracheid biometric traits: length, width and cell wall thickness was estimated based on increment cores
included the youngest annual rings. Tracheids properties were measured using automatic optical fiber analyzer
Kajani FiberLab 3.5 in Wood and Wood Fiber Laboratory of SLU. The average tracheid traits, statistics of
tracheids variability and tracheids length distribution on progenies were based on measuring 60094 individuals.
All statistical analyses were made using STATISTICA 8. Genetic parameters: narrow-sense heritability, genetic
and phenotypic correlation were calculated by the formulas given by Vright [1976]. Genetic parameters were
estimated based on variance components for each traits and covariance components between different traits,
obtained from the MANOVA procedure of the SAS 9.2 Pl. All observed correlations between trachied traits
were positive. The highest genetic correlation coefficients were found between the average tracheid length and
other tracheid properties, and between weighted tracheid length and cell wall thicknes. The highest phenotypic
correlation coefficients were founded were observed between weighted tracheid length and cell wall thicknes.
Obtained for tracheid relations results corresponds with reported for Norway spruce and Pinus taeda [Goggans
1964, Hannrup i in. 2004, Zubizarreta-Gerendiain i in. 2008].
Key words: genetic correlations, phenotypic correlations, tracheids, European Larch.
19
TOM III.indd 19
3/9/12 4:48 AM
Marcin Klisz
Wstęp
Zwiększone zapotrzebowanie na drewno oraz wzrastające wymagania odbiorców do jakości
surowca drzewnego stawiają przed wytwórcami tego produktu trudny problem pogodzenia
zwiększonej produkcji przy jednoczesnej poprawie jego jakości i jednolitości. Wymogi
intensywnej produkcji o wąskiej specjalizacji jakościowej spełniają jednogatunkowe
plantacje drzew leśnych o skróconym cyklu produkcyjnym i intensywnych zabiegach
hodowlanych [West 2006]. Jednym z dwóch najczęściej uprawianych na plantacjach
gatunków jest modrzew europejski. Skrócony cykl produkcyjny pozwala osiągnąć blisko
dwukrotnie większy przeciętny przyrost roczny masy w porównaniu z pełnym cyklem
produkcyjnym stosowanym w drzewostanach gospodarczych [Bodył 2009]. Szerokosłoiste
drewno z plantacji charakteryzuje się mniejszą gęstością drewna dojrzałego oraz niższym
udziałem drewna późnego jednocześnie nie różniąc się pod względem promieniowej
zmienności długości włókien od drewna z drzewostanów gospodarczych [Fabisiak, Moliński
2003, Fabisiak i in. 2003, Fabisiak i in. 2006]. Tak zarysowane cechy drewna modrzewia
pochodzącego z plantacji potwierdzają jego przydatność jako pełnowartościowego drewna
średniowymiarowego. Potwierdzona badaniami prowieniencyjnymi zależność jakości
drewna od pochodzenia nasion, wskazuje celowość stosowania do zakładania upraw sadzonek
wyprodukowanych z nasion pochodzących z drzew matecznych oraz plantacji nasiennych
[Spława-Neyman i in. 1995]. Stopień poznania zmienności oraz odziedziczalności cech
struktury i zróżnicowania wymiarów cewek drewna modrzewia jest niewystarczający.
Jednocześnie wyniki badań wskazują na silną kontrolę genetyczną procesów formowania się
drewna [Zobel, van Buijtenen 1989]. Z tego względu poznanie roli czynników genetycznych
i środowiskowych w kształtowaniu cech struktury drewna tego gatunku wydaje się być
niezbędnym, aby móc skutecznie kształtować jakość produktu uzyskiwanego w z plantacji
gospodarczych.
Materiał i metody
Analizy wymiarów cewek poprzedzone zostały maceracją w roztworze 25% H2O2 i kwasu
octowego CH3COOH i rozdrobnieniem w celu uzyskania zawiesiny pojedynczych elementów
anatomicznych w wodzie destylowanej [Franklin 1945]. Zawiesinę zmacerowanych cewek
analizowano w trzech cyklach pomiarowych za pomocą automatycznego analizatora Kajaani
Fiberlab 3.5 [Klisz 2008]. W trakcie jednego cyklu pomiarowego mierzonych było 4000 –
10000 cewek z których dla około 10% otrzymywany rejestrowany był obraz cyfrowy kształtu
cewki. Wyniki pomiarów zawierały zestaw czterech charakterystyk cewek: długość cewek
(DC), długość cewek ważoną długością (DCD), szerokość cewek (SC), grubość ściany
komórkowej cewek (GSK), przypisanych do pojedynczego włókna oraz monochromatyczne
zdjęcie cewki. Zgodnie z pracą Nilsson’a [2004] wszystkie cewki zaklasyfikowano do jednej
z sześciu klas długości. Próby drewna w formie wywiertów o średnicy 5 mm charakteryzują
się dużym udziałem elementów uciętych w trakcie pobierania próby. Znaczny udział cewek
uciętych wpływa na wiarygodność wyników analiz cech cewek opartych na takim typie
prób [Bergqvist i in. 1997]. Z tego względu w dalszych analizach pominięto wartości
charakterystyk cewek dla klas pierwszej i drugiej obejmujące cewki długości do 0,45 mm.
Dla wszystkich cech wymiarów cewek obliczono, przy użyciu metody REML, komponenty
wariancji dla: rodów, oraz dla błędu wykorzystując procedurę VARCOMP SAS 9.2 Pl [SAS
Institute Inc. 2004]. W oparciu o komponenty wariancji obliczono odziedziczalność rodową
według wzoru podanego przez Vright’a [1976]:
20
TOM III.indd 20
3/9/12 4:48 AM
Genetyczne uwarunkowania relacji wymiarów cewek modrzewia europejskiego
hR2 = σR2/[σE2/n + σR2]
n = [(Σsi – Σsi2)/Σsi]/(R-1)
gdzie:
σR2 – komponent wariancji rodowej,
σE2 – komponent wariancji dla błędu,
n – średnia liczba drzew w rodzie [Becker 1984],
si – liczba drzew w i-tym rodzie,
R – liczba rodów
W oparciu o zmodyfikowane wzory podane w pracy Falconer’a [1994] obliczono
odziedziczalność indywidualną dla każdej z cech wymiarów cewek:
hi2 = 4σR2/(σR2 + σE2)
Dla odziedziczalności indywidualnej obliczono błąd standardowy wykorzystując wzór
podany w pracy Vright’a:
σhi2 = [[1 – (hi2/4)][1 + (n – 1)(hi2/4)]]/[(n – 1)(R – 1)]1/2
Dla wszystkich kombinacji cech wymiarów cewek obliczono komponenty wariancyjne
i kowariancyjne dla par cech wykorzystując opcję MANOVA procedury GLM SAS 9.2 Pl
[SAS Institute Inc. 2004]. W oparciu o komponenty wariancyjne i kowariancyjne obliczono
korelacje genotypowe i fenotypowe dla par cech stosując wzory podane przez Vright’a [1976]:
Korelacja fenotypowa
rPxy = (CovGxy + CovExy)/[(σGx2 + σEx2)(σGy2 + σEy2)]1/2
Korelacja genotypowa
rGxy = CovGxy/(σGx2 σGy2)1/2
gdzie:
σGx2 – komponent wariancji rodowej dla cechy x,
σEx2 – komponent wariancji dla błędu dla cechy x,
CovGxy – komponent kowariancji rodowej dla pary cech x, y,
CovExy – komponent kowariancji dla błędu dla pary cech x, y.
Wyniki
Odziedziczalność rodowa wymiarów cewek osiąga wysokie wartości w zakresie 0,77 – 0,87.
Najwyższe wartości odziedziczalności osiągają obie cechy opisujące długość cewek: długość
cewki (DC), długość cewki ważona (DCD) (odpowiednio: 0,86 i 0,87). Nieco niższe wartości
odziedziczalności rodowej osiągają szerokość cewki (SC) i grubość ściany komórkowej
cewki (GSK) (odpowiednio: 0,77 i 0,81).
Odziedziczalność indywidualna wymiarów cewek osiąga wartości w szerokim zakresie
0,51 – 0,90. Najwyższe wartości odziedziczalności indywidualnej zaobserwowano dla obu
charakterystyk opisujących długość cewek długość cewki (DC), długość cewki ważona
(DCD) (odpowiednio: 0,85 i 0,90). Natomiast szerokość cewki (SC) i grubość ściany
21
TOM III.indd 21
3/9/12 4:48 AM
Marcin Klisz
komórkowej cewki (GSK) osiągają znacząco niższe wartości odziedziczalności indywidualnej
(odpowiednio: 0,51 i 0,61). Błąd oszacowania odziedziczalności indywidualnej przyjmuje
niskie wartości 0,02 – 0,03.
Wszystkie obserwowane korelacje występujące pomiędzy cechami wymiarów cewek
miały dodatni charakter. Najwyższe wartości korelacji genotypowych dotyczyły zależności
występujących pomiędzy średnią długością cewki a pozostałymi cechami cewek, oraz
pomiędzy długością cewki ważoną (DCD) a grubością ściany komórkowej (GSK) – 0,95.
Pozostałe korelacje genotypowe również miały silny, pozytywny charakter. Korelacje
fenotypowe przyjmowały wartości z szerokiego zakresu 0,35 – 0,96. Podobnie jak w
przypadku korelacji genotypowych najsilniejszą jest korelacja pomiędzy długością cewki
ważoną (DCD) a grubością ściany komórkowej (GSK) – 0,96. Do silnych korelacji można
również zaliczyć korelacje pomiędzy długością cewki (DC) a szerokością cewki (SC)
oraz grubością ściany komórkowej (GSK) (odpowiednio: 0,74 i 0,67). Pozostałe korelacje
fenotypowe mają umiarkowany charakter.
Dyskusja
Analizowane cechy cewek: średnia długość cewki, długość cewki ważona, szerokość cewki
i grubość ściany komórkowej cewki osiągają wysokie wartości odziedziczalności rodowej
(odpowiednio: 0,86; 0,87; 0,77 i 0,81). Zbliżone wartości odziedziczalności długości cewki,
szerokości cewki i grubości ściany komórkowej cewki otrzymał Goggans [1964] dla 7-letnich
drzew Pinus taeda (odpowiednio: drewno wczesne: 0,97; 0,59; 0,84; drewno późne: 0,54;
0,76; 0,13). Zwraca uwagę wyjątkowo niska wartość odziedziczalności podwójnej grubości
ściany komórkowej cewki drewna późnego, można to tłumaczyć niejednorodnością cewek
drewna młodocianego. Nieco niższe wartości odziedziczalności rodowej długości cewki (0,60)
otrzymali Burdon i Low [1992] dla różnych proweniencji Pinus radiata z Nowej Zelandii.
Równie wysokie wartości odziedziczalności indywidualnej uzyskano dla średniej długości
cewki i długości cewki ważonej (odpowiednio: 0,85 i 0,90) przy stosunkowo niskiej
wartości błędu oszacowania tych parametrów (odpowiednio: 0,03 i 0,03). Odziedziczalność
indywidualna szerokości cewki i grubości ściany komórkowej cewki kształtuje się
na umiarkowanym poziomie (odpowiednio: 0,51 i 0,61). Znacząco niższe wartości
odziedziczalności długości cewki (0,47) osiągnęli dla rodów sosny zwyczajnej Hannrup
i Wilhelmsson [1997] a dla pół-rodów sosny zwyczajnej (0,30) Ericsson i Fries [2004].
Ericsson i Fries [2004] otrzymali podobne wyniki dla odziedziczalności szerokości cewki
(0,31). Porównywalnie niskie wartości odziedziczalności długości cewek uzyskanych z
drewna młodocianego (0,31) i dojrzałego (0,48) pół-rodów sosny zwyczajnej otrzymali
Hannrup i Ekberg [1998]. Zbliżone wartości odziedziczalności indywidualnej długości
i szerokości cewki oraz grubości ściany komórkowej cewki otrzymali dla klonów świerka
pospolitego Hannrup i inni [2004] (odpowiednio: 0,29; 0,25 i 0,43). Wyjątkowo niskie
wartości odziedziczalności rodowej i indywidualnej długości cewek Pinus taeda otrzymali dla
cewek drewna młodocianego i dojrzałego Loo i inni [1984] (odpowiednio: 0,32 i 0,00; 0,15 i
0,00). Związane może to być z wysokim błędem oszacowania parametrów genetycznych oraz
nieliczną próbą na podstawie której oszacowano odziedziczalność (około 30 cewek z próby).
Zarówno korelacje genotypowe i jak i fenotypowe występujące pomiędzy cechami cewek
mają pozytywny, umiarkowany bądź silny charakter. Korelacje genotypowe pomiędzy
średnią długością cewki a długością cewki ważoną, szerokością cewki oraz grubością
ściany komórkowej cewki osiągają bardzo wysokie wartości (odpowiednio: 0,88; 0,90
22
TOM III.indd 22
3/9/12 4:48 AM
Genetyczne uwarunkowania relacji wymiarów cewek modrzewia europejskiego
i 0,89). Podobnie wysokie wartości korelacji genotypowych pomiędzy długością ważoną
i szerokością cewki zaobserwowali Hannrup i inni [2004] u klonów świerka pospolitego (0,83).
Najwyższą wartość współczynnika korelacji genotypowej zanotowano u modrzewia
europejskiego dla długości ważonej cewki i grubości ściany komórkowej cewki (0,95). Dla tej
samej pary cech zanotowano najwyższą wartość korelacji fenotypowej (0,96). Przeciwstawne
wyniki uzyskano we wspomnianych badaniach Hannrupa i innych nad klonami świerka
pospolitego (-0,53). Korelacje fenotypowe pomiędzy średnią długością cewki a szerokością
cewki i grubością ściany komórkowej cewki osiągają u modrzewia, względnie wysokie
wartości (odpowiednio: 0,74 i 0,67). Wyniki te korespondują z uzyskanymi przez ZubizarretaGerendiain’a i innych [2008] dla świerka pospolitego, gdzie korelacja fenotypowa długości
cewki z jej szerokością wynosiła 0,64. Podobne wyniki korelacji fenotypowych szerokości
cewki i grubości ściany komórkowej cewki (0,68) uzyskał dla Pinus taeda Goggans [1964].
Zaskakujące wyniki korelacji genotypowych i fenotypowych pomiędzy długością i szerokością
cewki uzyskali Ericsson i Fries [2004] dla sosny zwyczajnej (odpowiednio: -0,72 i 0,22).
Znaczącym dla tych wyników jest stosunkowo duży błąd oszacowania współczynników
korelacji (odpowiednio: 0,20 i 0,10).
Wnioski
• Wysoka odziedziczalność wymiarów cewek w szczególności ich długości oraz
stosunkowo wysoka zmienność [CV] tej cechy daje możliwości jej poprawy na drodze
selekcji.
• Ze względu na silną dodatnią korelację genotypową długości ważonej cewki z grubością
ściany komórkowej można oczekiwać podobnego efektu selekcyjnego w stosunku do
długości cewek i gęstości drewna.
• Uzyskane wyniki oraz wykazane w wielu badaniach silne korelacje właściwości papieru
z długością cewek/włókien uzasadniają włączenie długości cewek do programów
selekcyjnych zmierzających do uzyskania najlepszych genotypów dla plantacyjnej
produkcji surowca przeznaczonego dla przemysłu celulozowego.
Literatura
Becker W. A. 1984. Manual of quantitative genetics, 4th edn. Academic Enterprises, Pullman,
Washington.
Bergqvist G., Bergsten U.,Ahlqvist B. 1997. Effect of radial increment core diameter on tracheid
length measurement in Norway spruce. Wood Sci Tech 31:241 – 250.
Bodył M. 2009. Drewno spoza lasu. Głos Lasu, 12, 10-12.
Burdon R. D., Low C. B. 1992. Genetic survey of Pinus radiata. 6: Wood properties: variation,
heritabilities, and interrelationships with other traits. New Zealand Jour. For. Sci. 22, 228-245.
Ericsson T., Fries A. 2004 Genetic analysis of fibre size in full-sib Pinus sylvestris L. progeny test.
Scand. Jour. For. Res. 19, 7-13.
Fabisiak E., Moliński W. 2003. Macro- and microstrcture of larch wood (Larix decidua Mill.) from
plantation culture. Ann. Warsaw Agricult. Univ. – SGGW, For and Wood Technology. 53, 96 – 101.
23
TOM III.indd 23
3/9/12 4:48 AM
Marcin Klisz
Fabisiak E., Drogoszewski B., Kocjan H., Marcinkowska A., Moliński W., Roszyk E. 2003. Selected
physical properties of larch wood (Larix decidua Mill.) from plantation. Ann. Warsaw Agricult.
Univ. – SGGW, For and Wood Technology. 53, 90 – 95.
Fabisiak E., Kocjan H., Moliński W. 2006. Acomparative study of larch wood (Larix decidua Mill.)
from managed stand and plantations culture. Ann. Warsaw Agricult. Univ. – SGGW, For and
Wood Technology. 58, 299 – 306.
Falconer D. S., Mackay T. F. C. 1994 Introduction to quantitative genetics. Longman,
Franklin G. L. 1945 Preparation of thin sections of synthetic resins and wood-resin composites, and
a new macerating method for Wood. Nature, 3924(13), 51.
Goggans J. F. 1964 Correlation and heritability of certain wood properties in Loblolly pine (Pinus
taeda L.). Tappi Journal, 47(6), 318-322.
Hannrup B., Ekberg I. 1998. Age-age correlations for tracheid length and wood density in Pinus
sylvestris. Can. Jour. For. Res., 28, 1373-1379.
Hannrup B., Wilhelmsson L. 1997. Genetic parameter estimates of wood density and tracheid length
of Pinus sylvestris. In: Timber management toward wood quality and end-product value. CTIA/
IUFRO International Wood Quality Workshop, Quebec, Canada, IX-15.
Hannrup B., Cahalan C., Chantre G., Grabner M., Karlsson B., Le Bayon I., Jones G. L., Müller U.,
Pereira H., Rodrigues J. C., Rosner S., Rozenberg P., Wilhelmsson L., Wimmer R. 2004. Genetic
parameters of growth and wood quality traits in Picea abies. Scan. Jour. For. Res. 19, 14-29.
Klisz M. 2008. Automatyczna metoda określania rozkładu parametrów cewek i włókien w oparciu
o nie destrukcyjne metody pobierania prób z drzew. Leśne Prace Badawcze, 3(69): 270-273.
Loo J. A., Tauer C. G., van Buijtenen J. P. 1984. Juvenile-mature relationships and heritability
estimates of several traits in Loblolly pine (Pinus taeda). Can. Jour. For. Res., 14, 822-825.
Nilsson O. 2004. Fibre length variation in Norway Spruce (Picea abies) and Scots pine (Pinus
sylvestris). Institutionen för skogsskötsel. Sveriges lantbruksuniversitet, Umeå, 1-16.
SAS Institute Inc. 2004. SAS/STAT User’s guide, version 9.2, SAS Istitute, Cary NC online.
Vright J. W. 1976. Introduction to forest genetics. Academic Pres, New York San Francisco London.
Spława-Neyman S., Pazdrowski W., Małecki S., Owczarzak Z. 1995. Budowa i właściwości
drewna modrzewia europejskiego (Larix decidua Mill.) a prowieniencja nasion użytych do
wychodowania drzew. Prace Technologii Drewna, 14, 65-72.
West P. W. 2006. Growing plantation forest. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-N. York.
Zobel J. B., Jett B. J. 1995. Genetics of wood production. Springer-Verlag, N. York-Berlin.
Zubizarreta-Gerendiain A., Peltola H., Pulkkinen R., Jaatinen R., Pappinen A. 2008. Differences in
fibre properties in cloned Norway spruce (Picea abies). Can. Jour. For. Res., 38, 1071-1082.
Adres do korespondencji:
Marcin Klisz
Instytut Badawczy Leśnictwa, Sękocin Stary
ul. Braci Leśnej 3, 05-090 Raszyn
[email protected]
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Stefan Zajączkowski
24
TOM III.indd 24
3/9/12 4:48 AM
Alicja Kocioła
Monika Juda
EPISTEME
12/2011, t. II
s.25-31
ISSN 1895-4421
PROCESY ODNOWIENIOWE W DRZEWOSTANACH BUKOWYCH UROCZYSKA
GRELE W ROZTOCZAŃSKIM PARKU NARODOWYM
Regeneration processes in beech stand Uroczyska Grele in
Roztoczanski National Park
Abstrakt: Celem pracy była ocena intensywności i struktury procesów odnowieniowych
w wielogatunkowych drzewostanach bukowych wzrastających w Uroczysku Grele w Roztoczańskim
Parku Narodowym. Badania przeprowadzone zostały w 2006 roku na 77 kontrolnych kołowych
powierzchniach próbnych rozmieszczonych w siatce kwadratów o boku 100 metrów, założonej
w ramach statystyczno-matematycznego systemu inwentaryzacji i kontroli lasu w 1996 roku. W rezultacie
wykonanych badań stwierdzono, iż pomimo spadku liczebności podrostu w okresie kontrolnym 19962006 o 38%, wielogatunkowe drzewostany bukowe w Uroczysku Grele charakteryzowały się dużą
intensywnością odnowienia. Średnia liczba podrostu wynosiła 4416 szt.·ha-1. Średni procent pokrycia
powierzchni przez nalot wynosił 11%
Słowa kluczowe: odnowienie, podrost, nalot, buczyna, kontrolne kołowe powierzchnie próbne
Summary: The aim of this research was an evaluation of the intensity and structure of the regeneration
processes in multispecies beech stand growing in Uroczysko Grele in Roztoczanski National Park. The
research was carried out in 2006 on 77 control circular sample plots situated in a squares` web of a 100m
long side, set up in 1996 as a part of statistical – mathematical system of the forest cataloguing and
controlling. As a result of the executed research it was established that in spite of the decline of the number
of undercrop in the trial period 1996 – 2006 by 38%, the multispecies beech stand in Uroczysko Grele were
characterized by a large intensity of its regeneration. The average number of undercrop amounted 4416 per
ha. The average percent of the surface coverage by the seedlings amounted 11%.
Key words: regeneration, undercrop, seedlings, beech stands, control circular sample plots
25
TOM III.indd 25
3/9/12 4:48 AM
Alicja Kocioła, Monika Juda
Wstęp
Roztocze stanowi obszar, gdzie pokrywają się zasięgi ważnych gatunków lasotwórczych, do
których należą przede wszystkim jodła i buk. O kondycji i naturalnym rozwoju gatunków,
wzrastających na granicy zasięgu występowania, wnioskować można między innymi na
podstawie procesów odnowieniowych. To jak przebiegają przekłada się bowiem na postać,
stabilność oraz kierunek rozwoju drzewostanów, których są składnikami.
Celem pracy była ocena intensywności i struktury procesów odnowieniowych
wielogatunkowych drzewostanów bukowych wzrastających w Uroczysku Grele
w Roztoczańskim Parku Narodowym.
Miejsce badań i metodyka
Badania wykonano w Uroczysku Grele w Roztoczańskim Parku Narodowym w 2006r. [Juda
2007], [Kocioła 2007]. Uzyskane wyniki zestawiono oraz porównano z wynikami badań
przeprowadzonych w tym obiekcie w1996 r.
Drzewostany Uroczyska Grele podlegają ochronie zachowawczej. Badania wykonano na
obszarze 79,34 ha w drzewostanach wzrastających na siedlisku lasu wyżynnego (wariant
świeży) z buczyną karpacką (wariant typowy) i wyżynnego jodłowego boru mieszanego
[Roztoczański Park Narodowy. Plan Ochrony Ekosystemów Leśnych 2001]. Drzewostany
zakwalifikowano jako wielogatunkową buczynę w terminalnej fazie rozwoju na podstawie
kryteriów opracowanych wcześniej dla Bieszczadzkiego Parku Narodowego [Przybylska,
Kucharzyk 1999].
Ocenę intensywności procesów odnowieniowych przeprowadzono, na podstawie pomiarów
wykonanych w statystyczno-matematycznym systemie inwentaryzacji i kontroli lasu, na
powierzchniach próbnych rozłożonych w siatce kwadratów o boku 100 m [Rutkowski 1989].
Każdą powierzchnię próbną stanowią dwa współśrodkowe koła o powierzchni 0,04 ha i 0,01
ha. Łącznie do analizy wykorzystano wyniki pomiarów z 77 powierzchni próbnych.
Na każdej kołowej powierzchni próbnej notowano i mierzono elementy zgodnie z założeniami
metody [Rutkowski 1989]. Dla podrostu określano liczbę i skład gatunkowy na mniejszym
kole (0,01ha) z podziałem na trzy klasy wysokościowo-grubościowe:
••
I klasa – podrost o wysokości od 0,5 do 1,3 m,
••
II klasa – podrost o wysokości powyżej 1,3 m i pierśnicy od 1 do 3 cm,
••
III klasa – podrost o wysokości powyżej 1,3 m i pierśnicy od 4 do 6 cm;
Nalot oceniono szacunkowo na podstawie procentu pokrycia powierzchni na większym kole
z podaniem udziału poszczególnych gatunków [Przybylska i in. 2006]
W wyniku prac kameralnych wykonano szereg zestawień tj.: składu gatunkowego podrostu
i nalotu, średnią liczbę podrostu w szt.ha-1, średni procent pokrycia przez nalot. Określono
również podstawowe parametry piętra drzewostanu, oraz obliczono macierz współczynników
korelacji pomiędzy jego cechami a własnościami podrostu i nalotu.
26
TOM III.indd 26
3/9/12 4:48 AM
Procesy odnowieniowe w drzewostanach bukowych uroczyska...
Wyniki i dyskusja
Przeprowadzona inwentaryzacja wykazała, że piętro drzewostanu wielogatunkowej
buczyny w terminalnej fazie rozwoju w Uroczysku Grele było zróżnicowane pod
względem gatunkowym. Według liczby drzew skład gatunkowy drzewostanu przedstawiał
się następująco: 57% buk zwyczajny, 18% grab pospolity, 11% jodła pospolita, 10% klon
jawor, 4% inne (klon zwyczajny, sosna zwyczajna, wiąz pospolity, brzoza brodawkowata
i dąb szypułkowy). Według miąższości drzew skład gatunkowy był następujący: 68% buk,
12% jodła, 8% grab, 8% jawor, 4% inne. Zasobność drzewostanów była stosunkowo wysoka
i wyniosła 427,3 m3∙ha-1. Średnia liczba drzew wynosiła 341 szt.∙ha-1 (tab. 1).
W ciągu dziesięcioletniego okresu kontrolnego zarówno zasobność drzewostanów, jak
i liczba drzew wzrosły (tab. 1)
cecha
gatunek
Bk
Jd
Gb
Jw.
Kl
So
Wz
Brz
Db
Razem
Liczba drzew w
1996 r. [szt.·ha-1]
166
35
58
21
12
1
1
+
1
295
Liczba drzew w
2006 r. [szt.·ha-1]
195
37
62
34
11
1
+
+
1
341
Zmiana liczby
drzew
29
2
4
13
-1
0
-1
+
0
46
Miąższość drzew
268,6 45,8
w 1996 r. [m3·ha-1]
32,5
28,6
5,5
2,9
1,6
0,5
0,4
386,4
Miąższość drzew
293,3 50,9
w 2006 r. [m3·ha-1]
35,7
35,2
7,0
3,0
2,0
0,6
0,6
427,3
Zmiana
miąższości drzew
3,2
6,6
1,5
0,1
0,4
0,1
0,2
41,9
w okresie 19962006 [szt.·ha-1]
24,7
5,1
w okresie 19962006 [m3·ha-1]
Tab. 1 Porównanie liczby i miąższości poszczególnych gatunków drzew w wielogatunkowej buczynie na
początku i na końcu okresu kontrolnego. Bk – Fagus sylvatica, Jd – Abies alba, Gb – Carpinus betulus,
Jw. – Acer pseudoplatanus, Kl – Acer platanoides, So – Pinus sylvestris, Wz – Ulmus minor, Brz –
Betula pendula, Db – Quercus robur; + - mniej niż 1 szt.·haTab. 1 The comparison of the number and volume of particular tree species in multispecies beech stand
at the beginning and the end of the trial period; + - less then 1 tree per ha
27
TOM III.indd 27
3/9/12 4:48 AM
Alicja Kocioła, Monika Juda
Ryc. 1 Rozkład drzew w stopniach grubości w wielogatunkowej buczynie w Uroczysku Grele w
Roztoczańskim Parku Narodowym w 2006 roku
Print. 1 The distribution of the trees in diameter classes in multispecies beech stand in Uroczysko Grele
in Roztoczanski National Park in 2006
Drzewostany bukowe w Uroczysku Grele charakteryzowały się rozkładem drzew
charakterystycznym dla drzewostanów różnowiekowych. Przeciętna pierśnica w drzewostanie
wynosiła 29 cm (ryc. 1).
Badane drzewostany charakteryzowały się zwykle luźnym (37,7% powierzchni próbnych)
lub umiarkowanym zwarciem (35% powierzchni próbnych). Zwarcie przerywane wystąpiło
na 19,5% powierzchni próbnych a pełne na 7,8%.
Przeważającą formą typu lasu było Nudum i występowało ono na 43% powierzchni
próbnych. Stosunkowo często stwierdzano również formę typu lasu Galium (9%) i Rubus
(8%). Inne formy natomiast występowały pojedynczo. Podrost w wielogatunkowej buczynie
w Uroczysku Grele charakteryzował się stosunkowo dużą liczebnością, która przeciętnie
wynosiła 4416 szt.·ha-1 i występował nieregularnie na powierzchniach próbnych (ryc. 2).
Duża zmienność liczebności podrostów wskazuje na formę zmieszania typu grupowoskupiskowego, charakteryzującą się występowaniem osobników w dużych skupieniach, które
następnie łączą się w grupy [Sugiero 2005].
W składzie gatunkowym podrostu zdecydowanie dominował buk (74%) (ryc. 3). Spośród
siedmiu stwierdzonych gatunków wyraźny udział posiadały również grab (10,9%) i jawor
(10,3%). Pozostałe gatunki występowały pojedynczo lub sporadycznie: klon 4,4%, jodła
0,2%, wiąz 0,1% i jarząb 0,1%. Najwięcej podrostu znajdowało się w I klasie wymiarowej
(46,7%), najmniej w trzeciej (13,7%) (ryc. 3).
W ciągu dziesięcioletniego okresu kontrolnego (1996-2006) w analizowanych drzewostanach
bukowych nastąpił wyraźny spadek liczebności podrostu. Podczas inwentaryzacji w roku
2006 liczba podrostu była niższa o 2709 szt.∙ha-1, tj. o 38% (tab. 2). Przyczyną tego był przede
wszystkim wzrost liczebności drzew, który spowodował zwiększenie zwarcia poszczególnych
warstw drzewostanu (tab. 3). Szczególnie wzrost buka wpływał na pogorszenie się warunków
odnowieniowych. Zmiana warunków świetlnych spowodowała zmniejszenie liczby podrostu
jaworowego o ponad 80% oraz zubożenie składu gatunkowego głównie o gatunki o charakterze
przejściowym. Zmiany liczebności podrostu w okresie kontrolnym były statystycznie istotne
na poziomie 0,05 (test znaków Wilcoxona: p=0,00019).
28
TOM III.indd 28
3/9/12 4:48 AM
50%
60
40%
50
30%
Udział [%]
Udział powierzchni próbnych [%]
Procesy odnowieniowe w drzewostanach bukowych uroczyska...
20%
I
II
III
40
30
20
10%
10
0%
0
0-20 21-4041-6061-80 81- 101- 121- 141- 161- 181- 201- 221100 120 140 160 180 200 220 240
Jd
Bk
Zakres liczebności podrostu [szt.∙ar-1 ]
Kl
Jw.
Jrz
Wz
Gatunek
Ryc. 3 Rozkład podrostu w klasach
grubościowo-wysokościowych w
wielogatunkowej buczynie.
Print. 3 The distribution of the undercrop in
thickness-height classes in multispecies beech
stand.
Ryc. 2 Rozkład powierzchni próbnych ze
względu na liczbę podrostu w wielogatunkowej
buczynie.
Print 2 The distribution of the sample plots
according to the number of undercrop in
multispecies beech stand.
Cecha
Gb
Jd
Bk
Gb
Kl
Jw.
Jrz
Wz
Inne
Razem
-
3553
1022
331
2219
-
-
-
7125
Udział podrostu w 1996 [%]
0,4
49,1
14,1
4,6
30,6
-
-
1,2
100
Średnia liczba podrostu w
2006 [szt.∙ha-1]
10
3270
481
195
453
4
3
-
4416
Udział w 2006 [%]
0,2
74,0
10,9
4,4
10,3
0,1
0,1
-
100
Zmiana średniej liczby
podrostu w okresie 19962006 [szt.∙ha-1]
+
-283
-541
-136
-1766
+
+
+
-2709
Zmiana udziału w okresie
1996-2006 [%]
+
24,9
-3,2
-0,2
-20,3
+
+
+
1,2
Średnia liczba podrostu w
1996 [szt.∙ha-1]
Tab. 2. Zmiana liczebności i składu gatunkowego podrostu w wielogatunkowej buczynie w Uroczysku
Grele w okresie kontrolnym 1996-2006.
Tab. 2 The change of the number and species composition of the undercrop in multispecies beech stand
in Uroczysko Grele in the trial period 1996 - 2006.
29
TOM III.indd 29
3/9/12 4:48 AM
Alicja Kocioła, Monika Juda
Średni procent pokrycia powierzchni przez nalot w analizowanych drzewostanach był
niewielki i wynosił 11,05%. Najczęściej (ok. 45%) pokrywał powierzchnię w stopniu
nieprzekraczającym 5%. W ok. 28% powierzchni próbnych jego intensywność kształtowała
się w zakresie od 6 do 10%. Niewielką intensywność występowania nalotu, stwierdzono
również w innych obiektach Roztoczańskiego parku Narodowego. W Uroczysku Obrocz
wynosiła ona około 6% [Fert 2007].
Cecha drzewostanu
Podrost [szt.]
Nalot [%]
Współczynnik korelacji (r)
Liczba drzew na powierzchni próbnej w 1996 roku
-0,3973
-0,0649
Liczba buka na powierzchni próbnej w 1996 roku
-0,1074
0,1731
Liczba drzew na powierzchni próbnej w 2006 roku
-0,3197
0,0859
Liczba buka na powierzchni próbnej w 2006 roku
0,1031
0,0438
-0,1117
0,1688
0,1219
0,2794
Liczba dorostów bukowych na powierzchni próbnej w r. 2006
Zwarcie drzewostanu
Tab. 2 Zestawienie statystycznie istotnych współczynników korelacji cech drzewostanu na powierzchni
próbnej z nalotem i podrostem. Statystycznie istotny współczynnik korelacji rang Spearmana z p<0,05
Tab. 3 The statistical combination of statistically significant coefficients of correlation of the wood`s
features on a sample plots with the seedlings and the undercrop. Statistically significant coefficient of
Spearman`s correlation rang with p<0,05.
Średni procent pokrycia powierzchni przez nalot w analizowanych drzewostanach był
niewielki i wynosił 11,05%. Najczęściej (ok. 45%) pokrywał powierzchnię w stopniu
nieprzekraczającym 5%. W ok. 28% powierzchni próbnych jego intensywność kształtowała
się w zakresie od 6 do 10%. Niewielką intensywność występowania nalotu, stwierdzono
również w innych obiektach Roztoczańskiego parku Narodowego. W Uroczysku Obrocz
wynosiła ona około 6% [Fert 2007].
Łącznie w wielogatunkowej buczynie stwierdzono 5 gatunków w składzie nalotu, najczęściej
występował buk (44%). Udział pozostałych gatunków w składzie nalotu wyniósł: jawor 25%,
klon 20,4%, grab 8,3%, jodła 2,3%.
Z niewielką intensywnością występowania nalotu związana była duża liczba drzew, w
szczególności buków, w piętrze drzewostanu (tab. 3). Inną przyczyną może być także brak
urodzajnych lat nasiennych poprzedzających inwentaryzację oraz niekorzystne warunki
świetlne, co potwierdza między innymi duży odsetek powierzchni z formą typu lasu Nudum.
Wpływ na intensywność występowania nalotu miał również licznie występujący podrost,
który zacieniał glebę i utrudniał rozwój nalotowi.
W okresie badawczym nastąpił wzrost intensywności występowania nalotu z 0,5% do 11,05%
pokrycia powierzchni.
30
TOM III.indd 30
3/9/12 4:48 AM
Procesy odnowieniowe w drzewostanach bukowych uroczyska...
Wnioski
Na podstawie otrzymanych wyników można sformułować następujące wnioski:
• Głównym czynnikiem determinującym rozwój młodego pokolenia jest czynnik świetlny,
który kształtowany jest głównie przez zwarcie koron drzew. Wzrost liczebności drzew,
szczególnie w niskich stopniach grubości powoduje powstanie niekorzystnych warunków
dla rozwoju odnowienia, dlatego wiele gatunków, jak na przykład jawor ustępuje ze
składu podrostu.
• Wykorzystanie statystyczno – matematycznego systemu inwentaryzacji i kontroli lasu
pozwala na określenie wielu istotnych cech: podrostu, nalotu a także podszytu, a poprzez
powtórny pomiar również dynamiki procesów odnowieniowych.
Literatura
Fert M. 2007. Proces odnawiania w Uroczysku Obrocz, w Roztoczańskim Parku Narodowym, Praca
magisterska. Katedra Urządzania Lasu, AR w Krakowie. (maszynopis)
Juda M. 2007. Procesy odnowieniowe w lasach Uroczyska Grele w Roztoczańskim Parku Narodowym.
Praca magisterska. Katedra Urządzania Lasu, AR w Krakowie. (maszynopis)
Kocioła A. 2007. Dynamika procesów ubywania, dorastania i przyrostu miąższości drzewostanów
Uroczyska Grele w Roztoczańskim Parku Narodowym. Praca magisterska. Katedra Urządzania
Lasu, AR w Krakowie. (maszynopis)
Przybylska K., Banaś J., Zięba S., Zygmunt R., Żuchowski J. 2006. Inwentaryzacja lasu. Przewodnik
do ćwiczeń terenowych z urządzania lasu. Kraków.
Przybylska K., Kucharzyk S. 1999. Skład gatunkowy i struktura lasów Bieszczadzkiego Parku
Narodowego. Monografie Bieszczadzkie. Tom VI. Ośrodek Naukowo-Dydaktyczny BPN,
Ustrzyki Dolne.
Roztoczański Park Narodowy. Plan Ochrony Ekosystemów Leśnych. Tom I. Część ogólna (elaborat).
Tom II. Opisy Taksacyjne. Stan na 01.01.2001 r. Zwierzyniec. (maszynopis)
Rutkowski B. 1989. Urządzanie lasu. Część I. AR Kraków.
Sugiero D. 2005. Jodła pospolita (Abies alba Mill.) w drzewostanach żyznej buczyny karpackiej
(Dentario-glandulosae-Fagetum). Sylwan Nr 11.
Adres do korespondencji:
Alicja Kocioła
Katedra Urządzania Lasu
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 46 31 – 425 Kraków
e-mail: [email protected]
31
TOM III.indd 31
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 32
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Kopeć
Monika Pigulak-Kuś
Jan Sikora
EPISTEME
12/2011, t. II
s.33-38
ISSN 1895-4421
Analiza inwentaryzacji i pozyskania populacji jelenia
europejskiego w Lasach Gliwicko-Raciborskich
Population census and harvest of red deer in Lasy GliwickoRaciborskie Forest
Abstrakt: Łowiecki Rejon Hodowlany „Lasy Gliwicko-Raciborskie” (K-3) obejmuje obszar 56,4 tys. ha.
lasów. W skład rejonu K-3 wchodzi część powierzchni leśnej 7 nadleśnictw (Rudziniec, Rudy Raciborskie,
Kędzierzyn, Strzelce Opolskie, Brynek, Katowice). Inwentaryzacja jelenia odbywa się na podstawie
szacunków łowieckich, jedynie w Nadl. Rudziniec ocena liczebności jeleni jest wynikiem tropień na
liniowych transektach i taksacji na powierzchniach próbnych. W marcu 2009 liczebność jeleni w terenie
wynosiła 2303 osobników, z których w sezonie łowieckim 2009/10 odstrzelono 896 zwierząt (39,8%).
Pomimo tak wysokiego odstrzału liczebność populacji wzrosła do 2628 osobników. Relacja pomiędzy
wskaźnikiem wzrostu liczebności populacji a procentem pozyskania populacji wykazała dodatnią
nieistotnie statystycznie korelację. Świadczy to, iż liczebność jeleni była poważnie zaniżona. Wykonane
symulacje dynamiki liczebności populacji wykazały, iż w marcu 2010 liczebność jeleni w rejonie K-3
prawdopodobnie wynosiła 3738 osobników (66,3/1000 ha. lasu). Wieloletnie łowieckie plany hodowlane,
zakładają iż liczebność jeleni w rejonie powinna wynosić 1579 osobników tj 28 jeleni/1000 ha. lasu.
Słowa kluczowe: jeleń, dynamika liczebności, transekt liniowy, taksacja, inwentaryzacja
Summary: Game Management Unit ,,Lasy Gliwicko-Raciborskie” (K-3) covers 56,4 thousands ha of
forest. It includes part forested areas of 7 forest districts such as Rudziniec, Rudy Raciborskie, Kędzierzyn,
Strzelce Opolskie, Brynek and Katowice. Only in Rudziniec Forest District the population census in
based upon number of snow tracks counted along line transects and using large (400-500 ha) sampling
grids. In the other forest districts number of red deer is based upon guess estimates carned out by hunters.
In March 2009 population size of red deer was reported as 2303 individuals out of which 896 animals
(39,8%) was harvested during 2009/2010 hunting season. Despite of such high harvest rate, population
size of red deer increased to 2628 individuals in March 2010. It was shown that percent of population
harvested and change on red deer numbers between 2009 and 2010 was statistically insignificant. It
indicate that number of red deer in whole large management unit was underestimated. According to
results of red deer in this area amounted probably to 3738 individuals (66,3 per 1000 ha of forest). The
long term management plan assumes population size of 1579 animals i.e. 28 red deer/1000 ha in 2017.
Key words: southern Poland, population census, red deer density, underestimating population size
33
TOM III.indd 33
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Kopeć, Monika Pigulak-Kuś, Jan Sikora
Wstęp
Inwentaryzacja zwierząt łownych w Polsce odbywa się każdego roku po zakończeniu
sezonu łowieckiego przy pomocy tzw. szacunków łowieckich, zwanych często całorocznymi
obserwacjami [Fruziński 2002]. Brak jest metodyki prac dotyczących wykonania całorocznych
obserwacji, dlatego liczebność populacji jest ustalana arbitralnie przez dzierżawców
i zarządców obwodów łowieckich [Bobek et al. 2005 a], końcowy wynik jest obarczony
nieznanym błędem, a bardzo często zależy od możliwości wykonanego pozyskania zwierząt
przez koła łowieckie. Wykazała to ocena liczebności populacji jeleni przy pomocy tropień na
liniowych transektach przeprowadzona w ponad 100 nadleśnictwach obejmująca obszar 2,5
mln ha lasów [Bobek et al. 2006].
Brak stosowania obiektywnych metod oceny liczebności zwierząt łownych był przyczyną
wprowadzenia moratorium na odstrzał łosi [Bobek et al. 2005 b]. Obecnie obserwuje się
niekontrolowany wzrost liczebności jeleni, sarn i dzików. Efektem tak prowadzonej
gospodarki łowieckiej jest drastyczny wzrost szkód wyrządzanych przez dziki na polach, jak
również zwiększenie nakładów na ochronę lasu przed jeleniowatymi [Bobek et al. 2009].
Dlatego celem niniejszej pracy jest wykonanie analizy inwentaryzacji i pozyskania populacji
jelenia na terenie Łowieckiego Rejonu Hodowlanego „Lasy Gliwicko-Raciborskie” oraz
próba weryfikacji liczebności populacji jelenia na tym terenie.
Teren badań, materiał i metody
Terenem badań był kompleks Lasów Gliwicko-Raciborskich stanowiący Łowiecki Rejon
Hodowlany K-3 na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Katowicach.
Powierzchnia leśna Rejonu K-3 wynosi 56,4 tys. ha. a w jego skład wchodzi 7 nadleśnictw
(Rudziniec, Rudy Raciborskie, Rybnik, Kędzierzyn, Strzelce Opolskie, Brynek i Katowice).
Udział powierzchni leśnej poszczególnych nadleśnictw w Rejonie K-3 jest zróżnicowany.
Zasadniczą jego część stanowią 4 nadleśnictwa (Rudziniec, Rudy Raciborskie, Rybnik
i Kędzierzyn), których udział w Rejonie wynosi 89, 0% (tab.1). Siedliskami panującymi są
tutaj lasy mieszane świeże (Nadl.Rudziniec), lasy mieszane wilgotne (Nadl. Kędzierzyn),
bory mieszane świeże (Nadl. Rudy Raciborskie) oraz lasy mieszane świeże (Nadl. Rybnik).
Głównym gatunkiem lasotwórczym jest sosna.
Materiały dotyczące liczebności i pozyskania jeleni otrzymano z Nadleśnictw wchodzących
w skład Rejonu K-3. Wyniki dotyczące inwentaryzacji stanowią rezultat metod obiektywnych
w ocenie liczebności populacji przy pomocy tropień na liniowych transektach (50km/10000
ha lasów) oraz w 4 dużych 400-500 ha powierzchniach taksacyjnych [Maruyama 1992,
Ciepluch 2005; Fonseca et al. 2007] wykonanych w Nadl. Rudziniec w latach 20082010 jak również subiektywnych szacunków w pozostałych nadleśnictwach. Weryfikację
inwentaryzacji, którą podały nadleśnictwa na zakończenie sezonu łowieckiego 2009/2010
wykonano, zakładając, iż roczny przyrost zrealizowany populacji jelenia wynosi 25%
liczebności na zakończenie sezonu łowieckiego. Następnie obliczono wskaźnik wzrostu
(spadku) liczebności pomiędzy dwoma sąsiednimi latami (Nt) i 2010 (Nt +1) jako iloraz Nt+1/Nt.
Wartość wskaźnika poniżej 1,00 oznaczała spadek populacji . W takim przypadku liczebność
populacji w roku 2010 mnożono przez wskaźnik rocznego przyrostu zrealizowanego (1,25)
otrzymując liczebność populacji przed rozpoczęciem sezonu polowań. Otrzymaną wartość
porównywano z liczbą jeleni pozyskanych w sezonie łowieckim 2009/2010. Jeśli wynik
porównania był ujemny (więcej odstrzelono niż wynosił przyrost) to uzyskaną wartość
odejmowano od liczby zwierząt inwentaryzowanych w roku 2010. W przypadku, kiedy iloraz
34
TOM III.indd 34
3/9/12 4:48 AM
Analiza inwentaryzacji i pozyskania populacji jelenia europejskiego...
Nt+1/Nt był wyższy od 1,00 liczebność populacji oceniano na podstawie uzyskanych zwierząt
pomnożonych przez wskaźnik równoważący liczebność (4,0), a otrzymany wynik mnożono
przez wskaźnik wzrostu liczebności populacji (iloraz Nt+1/Nt) obliczony na podstawie liczby
inwentaryzowanych jeleni. W roku 2009 i 2010 uzyskana wartość stanowiła weryfikację
oficjalnej inwentaryzacji 2010. Zweryfikowane dane dotyczące liczebności w roku 2010
porównywano następnie z liczebnością docelową zaplanowaną do uzyskania na zakończenie
wieloletnich łowieckich planów hodowlanych w roku 2017.
Wyniki
Jedynie w Nadleśnictwie Rudziniec w ciągu dwóch ostatnich sezonów łowieckich zanotowano
spadek liczebności populacji jelenia, który spowodowany był wzrostem pozyskania tego
gatunku. W pozostałych nadleśnictwach Rejonu K-3 liczebność jeleni wzrastała (tab. 1), rosło
także pozyskanie tych zwierząt. W Nadleśnictwie Rudziniec zdołano obniżyć zagęszczenie
jeleni z 75,9 osobników/1000 ha (rok 2008) do 61,4 osobników/1000 ha lasu (rok 2010).
W pozostałych nadleśnictwach zagęszczenie populacji jelenia wzrastało i najwyższą wartość
osiągnęło w roku 2010 na terenie Nadleśnictwa Kędzierzyn (65,1 osobników/1000 ha lasu),
Nadleśnictwa Strzelce Opolskie (51,0 osobników/1000 ha lasu) i
Nadleśnictwa Rudy Raciborskie (49,1 osobników/1000 ha lasu) (tab. 2). We wszystkich
badanych nadleśnictwach zagęszczenie populacji jelenia znacznie przekraczało zagęszczenie
planowane do osiągnięcia w roku 2017. Największą rozpiętość 28,9 vs. 65,1 osobników/1000
ha lasu (inwentaryzacja oficjalna) lub 28,9 vs. 131,2 osobników/1000 ha lasu (korekta
oficjalnej inwentaryzacji) wykazano dla Nadleśnictwa Kędzierzyn (tab. 3).
Nadleśnictwo
Powierzchnia
leśna (tys.ha)
N
2008
P
2008/09
N
2009
P 2009/10
N
2010
P (plan)
2010/11
Rudziniec
11,1
843
253
728
272
682
320
Rudy
Raciborskie
14,0
598
175
593
203
688
232
Rybnik
16,2
362
119
382
128
475
151
Kędzierzyn
8,9
338
152
415
210
579
253
Strzelce
Opolskie
3,0
130
46
143
77
153
79
Brynek
1,9
29
2,0
36
6,0
38
10
Katowice
1,3
4,0
0
6,0
0
13
4,0
Razem
56,4
2304
747
2303
896
2628
1049
Dane reprezentują plany łowieckie nadleśnictw.
35
TOM III.indd 35
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Kopeć, Monika Pigulak-Kuś, Jan Sikora
Nadleśnictwo
Powierzchnia
leśna (tys.ha)
N
2008
P
2008/09
N
2009
P
2009/10
N
2010
P (plan)
2010/11
Rudziniec
11,1
75,9
22,8
65,6
24,5
61,4
28,8
Rudy
Raciborskie
14,0
42,7
12,5
42,4
14,5
49,1
16,6
Rybnik
16,2
22,3
7,3
23,6
7,9
29,3
9,3
Kędzierzyn
8,9
38
17,1
46,6
23,6
65,1
28,4
Strzelce
Opolskie
3,0
43,3
15,3
47,7
25,7
51
26,3
Brynek
1,9
15,3
1,1
18,9
3,2
20
5,3
Katowice
1,3
3,1
0
4,6
0
10
3,1
Razem
56,4
40,9
13,2
40,8
15,9
46,6
18,6
Dane reprezentują plany łowieckie nadleśnictw.
Tab.1. Inwentaryzacja (N) i pozyskanie (P) populacji jelenia na terenie Łowieckiego Rejonu
Hodowlanego (ŁRH)- K-3,”Lasy Gliwicko-Raciborskie”
Nadleśnictwo
Powierzchnia
leśna (tys.ha)
Wskaźnik
wzrostu
liczebności
N-1
N-2
N-3
Z-1
Z-2
Z-3
Rudziniec
11,1
0,94
682
638
256
61,4
57,5
23,1
Rudy Raciborskie
14,0
1,16
688
942
678
49,1
67,3
48,4
Rybnik
16,2
1,24
475
635
299
29,3
39,2
18,4
Kędzierzyn
8,9
1,39
579
1168
257
65,1
131,2
28,9
Strzelce Opolskie
3,0
1,07
153
330
89
51
110
29,7
Brynek
1,9
1,06
38
25
0
20
13,1
0
Katowice
1,3
1,06
13
?
0
10
?
0
Razem
56,4
-
2628
3738
15,79
-
-
-
Tab.3. Liczebność (N) i zagęszczenie populacji jelenia na 1000 ha lasu (Z) w roku 2010 według
szacunków łowieckich (N-1; Z-1) oraz obliczone przy pomocy przyrostu realizowanego i wskaźnika
wzrostu liczebności populacji pomiędzy latami 2009 i 2010 (N-2; Z-2). Podano także liczebności i
zagęszczenie populacji planowane do osiągnięcia w roku 2017 (N-3; Z-3). Dane dotyczą Łowieckiego
Rejonu Hodowlanego K-3, „Lasy Gliwicko-Raciborskie”
36
TOM III.indd 36
3/9/12 4:48 AM
Analiza inwentaryzacji i pozyskania populacji jelenia europejskiego...
Dyskusja
Analizując wyniki niniejszej pracy można takowo wykazać iż na terenie Łowieckiego
Rejonu Hodowlanego „Lasy Gliwicko-Raciborskie” (K-3) nastąpił w ostatnich latach
niekontrolowany wzrost liczebność populacji Jelena. Dotyczy to Nadleśnictw gdzie
inwentaryzacja tego gatunku była wykonana przy pomocy tzw. szacunków łowieckich które
zaniżały liczebność jeleni. Z wyjątkiem Nadleśnictwa Rudziniec pozostałe nadleśnictwa
wchodzące w ŁHR K-3 proponowaną przez Zakład Ekologii, Badań Łowieckich
i Ekoturystyki Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie. Dynamika liczebności jeleni
w rejonie K-3 wymknęła się z pod kontroli myśliwych. Wzrastają szkody wyrządzane
przez jelenie w odnowieniach leśnych, lecz reakcja leśników nie polega na ograniczeniu
zagęszczenia populacji, lecz na grodzeniu zagrożonych upraw leśnych w tym także upraw
sosnowych. Dodatkowym elementem konfliktu jeleń-człowiek stał się ostry protest rolników
skierowany przez Izbę Rolniczą do administracji państwowej i samorządowej województwa
Śląskiego. W omówionym rejonie głównym sprawcą szkód na polach nie są dziki lecz jelenie.
Wydaje się, iż obecnie pilną koniecznością staje się administracyjny nakaz oceny liczebności
populacji jeleni metodami obiektywnymi. Do tego celu można wykorzystać tropienia na
liniowych transektach [Bobek et al. 2005; Fonseca et al. 2007] taksuje na dużych 400-500
ha. Powierzchniach inwentaryzacyjnych [Maruyama 1998] lub analizę wyników polowań
zbiorowych[Bobek et al. 2009, Fonseca et al. 2007]. Metody takie z powodzeniem stosowano
na terenie Nadleśnictwa Rudziniec w latach ubiegłych. Stosownie do uzyskanych w terenie
wyników powinno się opracować kalendarz pozyskania populacji tak aby w roku 2017
osiągnąć zaplanowane na ten rok docelowe zagęszczenie populacji.
Wnioski
• Obecnie materiały polowania i zarządzania populacji jeleni przez większość lokalnych
nadleśnictw i kół łowieckich nie gwarantuje zatrzymania niekontrolowanego wzrostu
liczebności populacji, jak również osiągnięcie docelowych zagęszczeń populacji
przewidzianych do osiągnięcia przez Wieloletnie Łowieckie Plany Hodowlane w roku
2017.
• Dlatego niezbędne i pilnie jest wprowadzenie administracyjnego nakazu regulacji
liczebności populacji przez Wojewodę lub Marszałka Województwa Śląskiego. Prace
związane z oceną liczebności oraz mapa drogowa uzyskania stosownych zagęszczeń
populacji w roku 2017 należy zlecić jednostkom nie wchodzących w skład struktur
Lasów Państwowych i Polskiego Związku Łowieckiego.
• Nadzór nad realizacją regulacji liczebności populacji powinien prowadzić koordynator
ŁHR K-3, którego należy wyposażyć w odpowiednie uprawnienia dotyczące realizacji
plonów pozyskania.
37
TOM III.indd 37
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Kopeć, Monika Pigulak-Kuś, Jan Sikora
Literatura
Bobek B., D. Merta, W. Frąckowiak, W. Rembacz and L. Wiśniowska. 2005 a. Transforming data of
drive hunts into population density of big game animals. Pages 291-292 in K. Pohlmeyer (ed.)
Extended abstracts of 27th IUGB Congress. Hannover, Germany
Bobek B., D. Merta, P. Sułkowski and A. Siuta. 2005 b. A moose recovery plan for Poland: Main
objectives and tasks. Alces 41:129-138.
Bobek B.,W. Frąckowiak, D. Merta, K. Szmyd-Gołba i L. Wiśniowska.2006 a. Wieloletnie plany
hodowlane. Las Polski 16-17.
Bobek B., T. Mamok, J. Mikoś, W. Rembacz, A. Standio and R. Wasilewski. 2006 b. Management
of red deer in Poland: field data versus official hunting statistic. Pages 24-25 in L. Bartos,
A. Dusek, R. Koterba and J. Bartosova –Vichova (eds). Advances in Deer Biology. Praha 2006.
Bobek B., A. Płaksej, W. Frąckowiak i D. Merta. 2007 (eds). Gospodarka łowiecka i ochrona
populacji dzikich zwierząt na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych we Wrocławiu.
RDLP-Wrocław. Wrocław 2007.
Bobek B., J. Mikoś i R. Wasilewski (eds) 2009. Gospodarka łowiecka i ochrona dzikich zwierząt na
Pomorzu Gdańskim. Polskie Towarzystwo Leśne- Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w
Gdańsku. Gdańsk 2009.
Ciepluch Z. 2005. Jeleń w Nadleśnictwie Strzałowo. Leśny kompleks Promocyjny „Lasy Mazurskie”.
Strzałowo 2005.
Fonseca C., M. Kolecki, D. Merta and B. Bobek. 2007. Use of line intercept track index and plot
sampling for estimating wild boar Sus scrofa (Suidae) densities in Poland. Folia Zool. 56,4:
389-398
Fruziński B. 2002. Gospodarka łowiecka. Wydawnictwo Łowiec Polski. Warszawa.
Maruyama N. 1992. The block count method for estimating sika deer and Japanese serow population
size. Pages 53-56 in B. Bobek, K. Perzanowski and W. L. Regelin (eds). Global trends in wildlife
management. Proc. 18th IUGB Congress. Kraków, Poland
Adres do korespondencji:
Katarzyna Kopeć
Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Bogusław Bobek
38
TOM III.indd 38
3/9/12 4:48 AM
Ewelina Kozak
EPISTEME
12/2011, t. II
s.39-44
ISSN 1895-4421
UWAGI DO BIOLOGII LIGNYODES BISCHOFFI [Blatchley, 1916] (COLEOPTERA,
CURCULIONIDAE)
COMMENTS TO BIOLOGY OF LIGNYODES BISCHOFFI [Blatchley, 1916]
(COLEOPTERA, CURCULIONIDAE)
Abstrakt: Po sprowadzeniu do Europy jesionów pensylwańskich (Fraxinus pennsylvanica Marshall)
z Ameryki Północnej, prawdopodobnie wraz z nimi wniknął na nasz kontynent Lignyodes bischoffi (=
slovacicus), który rozpoczął intensywną ekspansję. Po raz pierwszy odnotowany został w 1960 r. ze
Słowacji. Odkąd gatunek ten przekroczył granicę Polski, notuje się bardzo szybki wzrost jego liczebności
oraz zasięgu występowania. Bionomia tego gatunku nie została do tej pory w pełni poznana w warunkach
europejskich, co uniemożliwia skuteczną walkę z tym szkodnikiem. Szczególne wątpliwości budzi sposób
wykształcenia, czas i miejsce bytowania stadium poczwarkowego L. bischoffi, które nie zostało do tej
pory odnotowane w warunkach Polski. Badania prowadzone od marca 2009 roku na wyizolowanych
z owoców F. pennsylvanica stadiach rozwojowych L. bischoffi oraz podczas doświadczeń laboratoryjnych
mają na celu porównanie obserwacji dotyczących zimującej formy ryjkowca oraz czasu, sposobu
i miejsca wykształcania stadium poczwarkowego z dostępnymi w literaturze danymi o bionomii gatunku
na kontynencie amerykańskim. Wyniki dowodzą, iż cykl rozwojowy L. bischoffi w warunkach Polski ma
inny przebieg niż na kontynencie, z którego ten gatunek się wywodzi.
Słowa kluczowe: ryjkowcowate, Lignyodes Dejean 1835, biologia rozwoju, poczwarka L. bischoffi
Summary: After bringing Pennsylvania ash trees (Fraxinus pennsylvanica Marshall) from North
America to Europe, there is probability that alongside came Lignyodes bischoffi (= slovacicus) causing
an intense expansion. For the first time it was noted in 1960 in Slovakia. Since the species crossed the
Polish border there has been noted the growth of its number and occurance. Bionomics of the species
has not been fully discovered yet, which makes the fight of this pest impossible. Most dubious is the way
L. bischoffi develops as well as the time and place of its pupal stage, which has not been noted in Polish
conditions yet. The research conducted from March 2009 on developmental stages of L. bischoffi isolated
from F. pennsylvanica fruit and during laboratorial experiments aims to compare the observations of
the wintering form of weevil as well as the time, way and place of its pupal stage with the data on the
bionomics of the species on the American continent available in literature. The results show that the life
cycle of L. bischoffi in Polish conditions is different from the one on the continent from which the species
originates.
Key words: Curculionidae, Lignyodes Dejean 1835, biology of life stages, L. bischoffi pupa.
39
TOM III.indd 39
3/9/12 4:48 AM
Ewelina Kozak
Wstęp
Lignyodes bischoffi [Blatchley, 1916] został sprowadzony na tereny Europy prawdopodobnie
wraz z nasionami jesionów z Ameryki Północnej na początku XX w. (Wanat, Mocarski 2008).
Po raz pierwszy gatunek ten, podawany pod nazwą Lignyodes slovacicus, został znaleziony
na Słowacji w 1960 roku (Dieckmann 1970). Pod taką też nazwą został opisany w 1972
roku przez Smreczyńskiego w kluczu do oznaczania polskich ryjkowców, w którym autor
wspomina, iż bytuje on jedynie w miejscu wcześniejszego wykazania (Smreczyński 1972).
Wkrótce potem nastąpiła zmiana systematyczna i synonimizacja gatunku, który rozpoczął
intensywne rozprzestrzenianie się po kontynencie europejskim (Dieckmann 1974). Pod
nową nazwą Lignyodes bischoffi, wykazywany był z Austrii, Szwajcarii, Węgier, Bułgarii,
Mołdawii i Wschodniej Ukrainy (Dieckmann 1988; Podlussány 1996; Poiras 1991, 1998;
Kałmuk, Pawłowski 2008).
W Polsce po raz pierwszy został odłowiony w 1998 w Puszczy Białowieskiej. Kolejny okaz,
w 1999 roku złapano na szybie okiennej w Lublinie (Gosik i in. 2001). Dalsze doniesienia
potwierdzają intensywną ekspansję gatunku w naszym kraju. W 2001 roku został odłowiony
w okolicach Nadwieprzańskiego Parku Krajobrazowego (Milejów), a 2 lata później na
kilkunastu stanowiskach na Podlasiu (Sobibór, Włodawa, Stare Stulno, Ratajewicze, Stawki)
i Wyżynie Lubelskiej (Świerże) (Staniec 2003). Zaobserwowano także ślady uszkodzeń na
jesionach z Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej (Kraków) (Wanat 2003). Natomiast kontrole w
roku 2007 potwierdziły przekroczenie przez L. bischoffi granicy Wisły i rozprzestrzenienie
się gatunku na tereny południowo – zachodniej Polski. Co prawda nie odnotowano jeszcze
żadnych form rozwojowych L. bischoffi w materiale pobranym z Wrocławia, Kłodzka czy
drogi Praga – Hradec Kralowe, a stopień inwazji w okolicach Krakowa (5%) był niewielki
w porównaniu do reszty kraju (30 – 80%). Szacuje się jednak, iż mimo niedawnego wkroczenia
L. bischoffi na tereny naszego kraju, około 2/3 części Polski jest opanowane przez ten gatunek
(Wanat, Mocarski 2008).
Najczęściej jako roślina żywicielska tego gatunku podawany jest Fraxinus pennsylvanica Marsh.
(Dieckmann 1988; Podlussány 1996; Poiras 1991, 1998; Kałmuk i Pawłowski 2008). Europejskie
badania wskazują również na: Fraxinus excelsior Marsh., F. american L., F. lanceolata Borkh.,
F. ornus L. i F. oxycarpa Will. (Dieckmann 1970, 1974; Poiras 1991; Smreczyński 1972).
L. bischoffi jest włączony do stosunkowo niedawno utworzonej bazy danych o gatunkach
obcych w Polsce, która powstała w odpowiedzi na rosnące zagrożenie ze strony inwazyjnych
gatunków roślin i zwierząt, mniej lub bardziej umyślnie wprowadzanych na obszary naszego
kraju (www.iop.krakow.pl/gatunkiobce). Zarówno autorzy, którzy scharakteryzowali
L. bischoffi na stronach Księgi gatunków obcych inwazyjnych w faunie Polski, jak i badacze
monitorujący rozprzestrzenianie się gatunku, zwracają uwagę na zagrożenia, jakie może
wywołać tak intensywny wzrost liczby odławianych osobników tego ryjkowca oraz na
konieczność dalszego śledzenia inwazji chrząszcza na terenach kraju (Kałmuk, Pawłowski
2008; Wanat, Mocarski 2008).
Barger i Davidson (1967), na podstawie hodowli stadiów rozwojowych L. bischoffi
w warunkach laboratoryjnych, opisali biologię tego gatunku w Stanach Zjednoczonych.
Złowili oni w sierpniu dorosłe okazy L. bischoffi z Fraxinus pennsylvanica i poddali je
hodowli, począwszy od obserwacji składania jaj w nasionach jesionu przez samice. Kolejne
fazy przeobrażenia (jajo – larwa – poczwarka) następowały w odpowiednio dobranych
warunkach temperatury i wilgotności powietrza. Wyniki badaczy amerykańskich potwierdził
również Poiras (1991), który obserwował fenologię L. bischoffi w warunkach europejskich.
Biologia rozwoju tego ryjkowca w warunkach naszego kraju jest wciąż dyskusyjna.
40
TOM III.indd 40
3/9/12 4:48 AM
Uwagi do biologii lignyodes bischoffi...
Za cel pracy obrano porównanie wyników obserwacji dotyczących formy i miejsca zimowania,
a także sposobu wykształcenia, czasu i miejsca bytowania stadium poczwarkowego L. bischoffi,
które nie zostało do tej pory odnotowane w warunkach Polski z dostępnymi w literaturze
danymi o bionomii gatunku na kontynencie amerykańskim, z którego L. bischoffi się wywodzi.
Materiał i metody
Materiał do badań stanowiły stadia rozwojowe Lignyodes bischoffi wyizolowane z owoców
jesionu pensylwańskiego (Fraxinus pennsylvanica Marsh.), które zbierane były od marca 2009
r. do maja 2010 r. bezpośrednio z drzew, rosnących na terenie miasta Lublin i przy drodze
wojewódzkiej nr 815 na trasie Lubartów – Wisznice lub z gleby na tych samych stanowiskach.
Próby glebowe przenoszone były do laboratorium, przesiewane przez sito o wielkości oczek
1 x 1 mm. Pobrany materiał kontrolowany był w laboratorium pod kątem obecności stadiów
rozwojowych. Natomiast od września 2010 r. zaprojektowano doświadczenie, w którym porażone
ziarniaki F. pennsylvanica hodowano w laboratorium w zmiennych warunkach otoczenia (fot. 1).
Fot. 1. Projekt doświadczenia. Porażone ziarniaki Fraxinus pennsylvanica Marsh. hodowane w
warunkach laboratoryjnych. Fot. 2. Otwór w kontrolowanym ziarniaku Fraxinus pennsylvanica Marsh
Wyniki i dyskusja
Obserwacja cyklu rozwojowego L. bischoffi nie potwierdziła dotychczasowych informacji
dotyczących zimowania larw w nasionach i sposobu rozwoju poczwarki tego gatunku (Barger,
Davidson 1967; Poiras 1991).
W wyniku przeanalizowania 881 porażonych owoców F. pennsylvanica wyizolowano 104
dojrzałe larwy L. bischoffi. Larwy trzeciego stadium tego gatunku pojawiały się we wrześniu i
wtedy występowały najliczniej (46 larw) w nasionach F. pennsylvanica (ryc. 1). W październiku
i listopadzie zaobserwowano systematyczny spadek ich liczby. Od grudnia znikoma liczba
tych form utrzymywała się na stałym poziomie (1 – 4 larw). Wśród prób z tego okresu było
natomiast dużo larw zaschłych lub zapasożyconych. Równocześnie nie odnotowano ani jednej
poczwarki w całym cyklu rozwojowym L. bischoffi w badanych nasionach. Nie potwierdza
to zatem doniesień badaczy zajmujących się poprzednio tym tematem, iż formą zimującą
w nasionach jest trzecie stadium larwalne, które opuszcza je w marcu.
Od początku października zaobserwowano duże otwory w kontrolowanych ziarniakach (fot.
2), których liczba zwiększała się wraz z kolejnymi miesiącami. Nasunęło to przypuszczenie, iż
larwy trzeciego stadium L. bischoffi przegryzają zewnętrzną warstwę nasiona F. pennsylvanica
i wypadają do ziemi, gdzie zimują.
41
TOM III.indd 41
3/9/12 4:48 AM
Ewelina Kozak
Wobec powyższych informacji zaprojektowano doświadczenie, mające na celu potwierdzenie,
iż formą zimującą L. bischoffi są larwy trzeciego stadium. Po hodowli w zróżnicowanych
warunkach udało się potwierdzić tą tezę. Larwy L3 wygryzały otwory i wypadały z nasion
już w październiku. Zjawisko to było ściśle uzależnione od temperatury, gdyż tylko próby
poddane działaniu niskich, zbliżonych do naturalnych temperatur przechodziły opisany cykl.
Natomiast larwy przebywające w nasionach, wystawione na działanie temperatury pokojowej
pozostawały w nich i zamierały.
Dalsza hodowla płytkowa w warunkach laboratoryjnych powodowała zamieranie larw,
natomiast zmiana sposobu hodowli na podłoże glebowe spowodowała, iż larwy są żywe, ale
nieaktywne i do tej pory nie uzyskano kolejnego stadium rozwojowego.
W pobranych próbach glebowych z terenu znaleziono tylko dwie larwy chrząszczy o nieznanej
przynależności systematycznej, z których nie udało się wyhodować postaci dorosłej. Te
obserwacje przemawiają jednak za tym, że formą zimującą w glebie jest larwa trzeciego
stadium, która tam się przepoczwarza. Obecnie prowadzona jest hodowla tych larw w glebie
w celu potwierdzenia dalszego cyklu rozwojowego.
Ryc. 1. Procentowy
udział larw
trzeciego stadium
w kontrolowanych
nasionach.
Wnioski
• Prowadzone od 2009 roku badania pozwoliły na sformułowanie nowych wniosków
i spostrzeżeń dotyczących biologii inwazyjnego gatunku ryjkowca Lignyodes bischoffi
[Blatchley, 1916].
• Zaobserwowano, że cykl rozwojowy L. bischoffi w warunkach Polski przebiega inaczej
niż na kontynencie amerykańskim, skąd wywodzi się ten gatunek.
• Dowiedziono, iż larwy trzeciego stadium ryjkowca nie zimują w nasionach Fraxinus
pennsylvanica.
• Obserwacje terenowe i doświadczenia laboratoryjne pozwoliły na ustalenie, iż larwy
trzeciego stadium tego gatunku wygryzają otwory w zewnętrznej warstwie nasiona
i wypadają do gleby, gdzie najprawdopodobniej zimują a wiosną przepoczwarzają się.
• Stwierdzono, że dotychczasowe problemy z odnotowaniem stadium poczwarkowego
mogły wynikać z zaobserwowanych w trakcie badań różnic w fenologii omawianego
chrząszcza na dwóch kontynentach.
42
TOM III.indd 42
3/9/12 4:48 AM
Uwagi do biologii lignyodes bischoffi...
• W celu potwierdzenia wyników i obserwacji stadium poczwarkowego konieczne jest
dalsze prowadzenie hodowli.
Litratura
Berger J. H., Davidson R. H. 1967. A life history study of the ash seed weevils, Thysanocnemis
bischoffi Blatchley and T. helvola Leconte. Ohio J. Sci., 67, 123 – 127.
Dieckmann L. 1970. Die paläarktische Lignyodes-Arten, einschließlich einer neuen Art aus der
Slowakei (Coleoptera, Curculionidae). Entomol. Nachr., 14, 97 – 104.
Dieckmann L. 1974. Beitrag über mitteleuropäische Rüsselkäfer (Coleoptera, Curculionidae).
Entomol. Nachr., 18, 65 – 70.
Dieckmann L. 1988. Beiträge zur Insektenfauna der DDR: Curculionidae (Curculioninae: Ellescini,
Acalyptini, Tychiini, Anthonomini, Curculionini). Beitr. Entomol., 38, 365 – 468.
Gosik R., Łętowski J., Mokrzycki T., Wanat M. 2001. Lignyodes bischoffi (BLATCHLEY, 1916)
(Coleoptera, Curculionidae) - nowy gatunek w faunie Polski. Wiad. Entomol., 20 (1-2), 43 – 48.
Kałmuk J., Pawłowski J. 2008. Lignyodes bischoffi (BLATCHLEY, 1916). [w:] Księga Gatunków
Obcych Inwazyjnych w Faunie Polski (www.iop.krakow.pl/gatunkiobce). Instytut Ochrony
Przyrody PAN, Kraków [permanent electronic publication].
Poiras A. A. 1998. Catalogue of the weevils and their host plants in the Republic of Moldova. Pensoft,
Sofia – Moscow: 156 ss.
Poiras A. A. 1991. Osobennosti biologii Lignyodes bischoffi (BLATCHLEY) (Coleoptera,
Curculionidae) v usloviyach Moldavii. [w:] Uspechi entomologii v SSSR: Lesnaya entomologiya.
Materialy X s’ezda Vsesojuznogo entomologicheskogo obshchestva, 11-15 sentyabrya 1989.
Leningrad: 103 – 105.
Smreczyński S. 1972. Ryjkowce – Curculionidae: Podrodzina Curculioninae. [w:] Klucze do
oznaczania owadów Polski, XIX, 98d,195 ss.
Staniec B. 2003. Nowe stanowisko Lignyodes bischoffi (BLATCHLEY, 1916) [= Lignyodes slovacicus
DIECKMANN, 1970] (Coleoptera: Curculionidae) w Polsce oraz uwagi o jego biologii. Wiad.
Entomol., 21, 249 – 250.
Wanat M. 2003. Kolejne stanowiska Lignyodes bischoffi (BLATCHLEY, 1916) (Coleoptera;
Curculionidae) w Polsce. Wiad Entomol., 22 (4), 246 – 247.
Wanat M., Mocarski Z. 2008. Current range of the Ash seed weevil Lignyodes bischoffi Blatchley,
1916 (Coleoptera: Curculionidae) in Poland. Polish Journal of Entomology, 77, 177 – 182.
Adres do korespondencji:
Ewelina Kozak
Katedra Zoologii
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
ul. Akademicka 13, 20-950 Lublin
Opiekun naukowy: dr hab. Jacek Łętowski, prof. nadzw.
43
TOM III.indd 43
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 44
3/9/12 4:48 AM
Agnieszka Mandziuk
EPISTEME
12/2011, t. II
s.45-49
ISSN 1895-4421
Walory przyrodnicze i kulturowe lasów jako element produktu
sylwaturystycznego
Natural and cultural values of forest areas as component of
sylwatourist product
Abstrakt: Produkt turystyczny to zagadnienie badane i opisywane w literaturze tematu od dawna.
Stosunkowo nowym terminem jest produkt sylwaturystyczny, który utożsamiany jest z produktem
turystycznym występującym na obszarach leśnych. Istotę definiowania produktu sylwaturystycznego
stanowi jego atrakcyjność turystyczna. Na atrakcyjność turystyczną danego kompleksu leśnego
niewątpliwie największy wpływ wywierają występujące na jego terenie walory przyrodnicze i kulturalne.
Fakt ten popierają badania wskazujące, że turyści najczęściej odwiedzają dany obszar leśny ze względu
na jego walory przyrodnicze i kulturalne, w tym historyczne, edukacyjne, naukowe oraz zdrowotne
właściwości lasów. Powyższe walory oraz ich dostępność dla turystów stanowią istotne elementy
marketingu usług turystycznych, dlatego też ważne wydaje się rozpoznanie wszystkich walorów
świadczących o atrakcyjności danego obszaru leśnego i ich odpowiednie kreowanie w taki sposób, aby
były dostępne dla całego społeczeństwa.
Słowa kluczowe: produkt sylwaturystyczny, walory przyrodnicze, walory kulturowe.
Summary: The tourist product is the issue studied and described in the literature for a long time.
A relatively new term is a sylwatourist product, which is associated with the tourist product occurring in
forest areas. The essence of defining a sylwatourist product is tourism attractiveness. Natural and cultural
values ​​form the most attractive tourist forest. This supports research showing that tourists often visit the
forest area due to its natural and cultural values, including the historical, educational, scientific and health
of forests. These qualities and their availability to tourists are important elements marketing instruments
of tourism services, and therefore it is important to recognize all the advantages of providing for appeal of
the forest area and their respective creation in such a way as to be accessible to the community.
Key words: sylwatourist product, natural values, cultural values
45
TOM III.indd 45
3/9/12 4:48 AM
Agnieszka Mandziuk
Wstęp
Każdy obszar leśny posiada własne unikatowe walory przyrodnicze, które decydują o jego
atrakcyjności. Występowanie i znajomość tych walorów może być głównym czynnikiem
wpływającym na podejmowanie przez turystów decyzji o wyborze miejsca do wypoczynku
i rekreacji. Mając na uwadze spełnienie potrzeb wypoczynku społeczeństwa należy w jak
największym zakresie rozpoznać i opisać możliwie największą liczbę atrakcji turystycznych.
Społeczeństwo polskie jest społeczeństwem coraz bardziej świadomym i stopa życiowa życia
ludzi podnosi się. W wyniku czego ludzie coraz więcej uwagi poświęcają na organizację
wypoczynku i realizację hobby. Celem badań jest poznanie wiedzy turystów na temat
walorów przyrodniczych i kulturowych, które decydują o atrakcyjności Leśnego Kompleksu
Promocyjnego „Lasy Janowskie”. Pozwoli to w przyszłości na lepsze poznanie i wykreowania
nowych produktów sylwaturystycznych na tym terenie.
Materiały i metody
Badania zostały przeprowadzone na terenie Leśnego Kompleksu Promocyjnego „Lasy
Janowskie”, w miejscach licznie odwiedzanych przez turystów, m. in. na ścieżkach
edukacyjnych. W badaniach wzięło udział 100 turystów, którzy w dniach 1-3 maja 2009
odpoczywali na terenie „LKP Lasy Janowskie”, często były to rodziny z dziećmi.
Zastosowaną metodą badawczą był sondaż ankietowy, natomiast przyjętą techniką badawczą
była ankieta. Zdecydowano się na tę formę techniki badawczej, ze względu na jej obiektywizm,
otrzymano prawie 100%-owy zwrot materiału badawczego, na czym autorce bardzo zależało.
Narzędziem badawczym był kwestionariusz ankiety, zawierający trzy grupy pytań. Pierwsza
grupa pytań dotyczyła m. in. celu przyjazdu, długości trwania odpoczynku; drugą grupę
pytań kwestionariusza ankiety stanowił zestaw pytań zamkniętych i półotwartych, które
miały na celu sprawdzenie poziomu wiedzy respondentów na temat walorów przyrodniczych
i kulturalnych znajdujących się na obszarze LKP „Lasy Janowskie”. Respondenci wskazywali
także walory, które w największym stopniu kształtują ich zdaniem atrakcyjność LKP „Lasy
Janowskie” oraz określali, które z tych walorów wpływają na podjęcie decyzji o wyborze
Lasów Janowskich na miejsce odpoczynku.
Dopełnienie kwestionariusza ankiety stanowił zestaw pytań, (tzw. metryczka) mająca na
celu ustalenie struktury społecznej, wiekowej, miejsca pochodzenia, wykształcenia, itp.
ankietowanych.
Wyniki
Dane zebrane do badań dotyczą 2009 roku. Na podstawie metryczki stwierdza się, że
najliczniejszą grupę stanowili respondenci w przedziale wiekowym 21-40 lat – 57%
ankietowanych. Kobiety stanowiły 51% a mężczyźni 49% badanych. Liczną grupę
tworzyły rodziny z dziećmi odpoczywające na terenach leśnych. Biorąc pod uwagę miejsce
zamieszkania największą grupę reprezentowali mieszkańcy województwa lubelskiego (66%).
Analizując wykształcenie respondentów najliczniejsza grupa (24 %) posiada wykształcenie
wyższe magisterskie.
Analizując atrakcyjność turystyczną badanego obszaru respondentom zadano pytania,
sprawdzające m. in. ich wiedzę o walorach, jakie znajdują się na obszarze Leśnego Kompleksu
Promocyjnego „Lasy Janowskie”.
46
TOM III.indd 46
3/9/12 4:48 AM
Walory przyrodnicze i kulturowe lasów jako element produktu sylwaturystycznego
27% ankietowanych uważa, że dojrzałe drzewostany w największym stopniu przyczyniają się
do zwiększenia atrakcyjności kompleksu leśnego, na właściwości zdrowotne i estetyczne lasu
wskazało odpowiednio po 23% respondentów. Dokładne wyniki przedstawia Ryc. 1.
6%
1%
27%
22%
Ryc. 1. Elementy krajobrazu
leśnego kształtujące
atrakcyjność LKP „Lasy
Janowskie”
8%
19%
17%
las
w oda
piękne w idoki
ukształtow anie terenu
cisza
zabytki
inne
Na pytanie jaki element wpływa na wybór LKP „Lasy Janowskie” jako miejsce odpoczynku,
aż 27% ankietowanych wskazało, że tym czynnikiem jest las, 22% pytanych uważa że jest
to cisza, 19% podaje, że obecność zbiorników wodnych, na kolejnych pozycjach znajdują się
piękne widoki – 17%, ukształtowanie terenu – 8%, zabytki – 6% oraz inne -1%. Na pytanie o
atrakcyjność opisywanego terenu 26% ankietowanych wskazało obszar LKP „Lasy Janowskie”
za atrakcyjny ze względu na występujące w nim walory przyrodnicze, 24% pytanych uznało,
że jest doskonałym miejscem do odpoczynku i rekreacji, 17% respondentów wskazało, że Lasy
Janowskie są atrakcyjne pod względem historycznym; szczegółowe wyniki przedstawia Ryc. 2.
30%
25%
Ryc. 2. Preferencje
turystów na temat
atrakcyjności LKP
„Lasy Janowskie”
20%
15%
10%
5%
0%
w alory
przyrodnicze
zróżnicow anie
krajobrazu
edukacja
miejsce
odpoczynku
w alory
historyczne
Odpowiedzi na pytania sprawdzające wiedzę respondentów na temat walorów jakie znajdują
się na badanym obszarze przedstawiają się następująco: o istnieniu cmentarza wojskowego
Porytowe Wzgórze wiedziało 25% badanych, po 21% wskazało na rezerwaty przyrody i zagrodę
konia biłgorajskiego, 16% deklarowało znajomość ekspozycji Leśnej Kolei Wąskotorowej,
10% posiada wiedzę o wystawie przyrodniczej w budynku Nadleśnictwa Janów Lubelski tylko
(lub aż) 7% ankietowanych nie posiada żadnej wiedzy na powyższe zagadnienie. Analizując
odpowiedzi udzielane przez turystów można stwierdzić, że stan ich wiedzy na temat oferty, jaką
oferuje LKP „Lasy Janowskie” jest dobry. Osoby spędzające wolny czas w ww. kompleksie
leśnym znają i cenią bogactwo gatunkowe świata roślin i zwierząt, obfitość drzewostanów w
owoce runa leśnego a piękne drzewostany są dla czynnikiem, który w największym stopni
u warunkuje atrakcyjność tego obszaru leśnego. Ponadto respondenci uznają LKP „Lasy
Janowskie” za miejsce, w którym obok wypoczynku, można realizować równolegle edukację
przyrodniczą, historyczną a cisza oraz sąsiedztwo lasu i wody to nieodłączne elementy
wpływające na to, że Lasy Janowskie co roku odwiedzane są przez tysiące turystów.
47
TOM III.indd 47
3/9/12 4:48 AM
Agnieszka Mandziuk
Dyskusja
Produkt turystyczny to zagadnienie, które trudno określić jedną konkretną definicją. Według
Panasiuka produktem turystycznym jest wszystko to, co kupuje turysta w związku z podróżą
turystyczną [Panasiuk 2006]. To również wszystkie dobra i usługi, które nabywają turyści,
którzy planują podróż. Dla osób odpoczywających na terenach leśnych będą to głównie
atrakcje turystyczne charakterystyczne dla tych obszarów.
Opisując produkt turystyczny w kategorii usługi (a do tej grupy można zaliczyć leśne produkty
turystyczne) możemy podzielić go na produkt pierwotny i produkt wtórny, podział ten oparty
jest na podziale podaży produktu turystycznego. Jeśli podejmujemy się charakterystyki
produktu sylwaturystycznego – czyli produktu turystycznego występującego na terenach
leśnych, wówczas produkt pierwotny będzie stanowił wszystkie walory przyrodnicze
i kulturowe danego obszaru leśnego. Produkt wtórny to wszystkie elementy umożliwiające
dotarcie do ww. walorów, czyli będą to elementy infrastruktury leśnej oraz usługi personelu.
Aby wprowadzić produkt turystyczny na rynek potrzeba rozpoznać wszystkie elementy
marketingu usług turystycznych, tzw. marketing mix. Klasycznymi składowymi są produkt
turystyczny rozumiany jako usługa lub pakiet usług, cena usługi, dystrybucja usług, promocja
oraz kwalifikacje personelu. Warunkiem istnienia produktu na rynku jest możliwość ustalenia
jego ceny za pomocą mechanizmów rynkowych, opartych na jego podaży i popycie.
Nie wszystkie produkty sylwaturystyczne możemy zaliczyć do grupy produktów rynkowych
Dużym obecnie wyzwaniem jest odnalezienie i opisanie tych produktów sylwaturystycznych,
które mogą być regulowane przez rynek i w przyszłości mogłyby stanowić dodatkowe
potencjalne źródło finansowania gospodarki leśnej. Do stworzenia produktów
sylwaturystycznych niezbędne jest poznanie ich istoty czyli walorów przyrodniczych
i kulturowych. Do walorów przyrodniczych kompleksów leśnych zalicza się dojrzałe
drzewostany, właściwości zdrowotne lasów, owoce runa leśnego, osobliwości flory i fauny
oraz formy ochrony przyrody [Mandziuk A., Janeczko K. 2009] .
Niewątpliwie walory przyrodnicze lasów to także szereg właściwości bioklimatycznych
wszystkich siedlisk leśnych i oddziaływanie poszczególnych gatunków drzew na samopoczucie
ludzi. Ekosystemy leśne to zbiorowiska posiadające właściwości filtracyjno-detoksykacyjne,
które w naturalny sposób wpływają na zmniejszenie zanieczyszczenia atmosfery. W związku
z tym, że kompleksy leśne zajmują duże powierzchnie, zapewniają ochronę i częściową
izolację przed szkodliwym oddziaływaniem wiatru, opadów atmosferycznych oraz
nadmiernym nasłonecznieniem. Las jest także nieodłącznym elementem krajobrazu i poprzez
swoją obecność kształtuje jego wygląd.
Formy ochrony przyrody można podzielić na dwie grupy: obszarowe i indywidualne.
Obszarowe formy przyrody to parki narodowe, rezerwaty przyrody, obszary chronionego
krajobrazu, stanowiska dokumentacyjne, użytki ekologiczne, zespoły przyrodniczo-leśne,
leśne kompleksy promocyjne oraz obszary ochronne Natura 2000. Do indywidualnych
form ochrony przyrody zalicza się przede wszystkim pomniki przyrody i ochronę rzadkich
gatunków roślin i zwierząt oraz miejsca ich występowania. W badanym kompleksie leśnym
można znaleźć przykłady wielu walorów przyrodniczych, cały obszar stanowi leśny kompleks
promocyjny, na jego obszarze znajduje się 6 rezerwatów przyrody, park krajobrazowy
Lasy Janowskie i roztoczański obszar chronionego krajobrazu. Na obszarze LKP „Lasy
Janowskie” odnotowano 65 gatunków chronionych roślin i ok. 50 gatunków zwierząt oraz
zidentyfikowano blisko 70 drzew pomnikowych.
48
TOM III.indd 48
3/9/12 4:48 AM
Walory przyrodnicze i kulturowe lasów jako element produktu sylwaturystycznego
Produkt turystyczny to także walory kulturowe, do najczęściej występujących na terenach
leśnych zalicza się: zabytkowe leśniczówki, kwatery myśliwskie, muzea, izby pamiątek
leśnych, ośrodki edukacji ekologicznej oraz miejsca martyrologii Polaków – cmentarze,
bunkry, krzyże i pomniki. Na obszarze LKP „Lasy Janowskie” znajduje się ośrodek edukacji
ekologicznej, w budynku nadleśnictwa można zwiedzać wystawę przyrodniczą. Lasy
Janowskie były świadkiem wielu bitew partyzanckich rozgrywanych z czasie II wojny
światowej, miejscem upamiętniającym te zdarzenia jest cmentarz wojskowy Porytowe
Wzgórze. Na terenie Nadleśnictwa znajdują się dwie kwatery myśliwskie oraz liczne krzyże
i pomniki.
Wnioski
Rozwój turystyki i rekreacji na terenach leśnych zdeterminowany jest przez wiele czynników,
które kształtują ich atrakcyjność turystyczną. Należy spełnić wszystkie warunki konieczne
do wykreowania jak największej ilości produktów sylwaturystycznych, nie tylko w badanym
Leśnym Kompleksie Promocyjnych „Lasy Janowskie” lecz w każdym kompleksie leśnym,
w którym zostały zidentyfikowane walory przyrodnicze i kulturowe. W następnej kolejności
trzeba dostosować istniejącą lub stworzyć nową infrastrukturę leśną, aby rekreacja w lasach
była skierowana do jak największej grupy odbiorców. Należy pamiętać o tym, że wartość
lasu mierzona jest nie tylko ilością wyprodukowanego surowca drzewnego ale także jego
otwartością dla społeczeństwa.
Literatura
Panasiuk A. 2006. Marketing usług turystycznych. Wydawnictwo naukowe PWN. Warszawa
Mandziuk A., Janeczko K. 2009. Turystyczne i rekreacyjne funkcje lasu w aspekcie marketingowym.
Studia i materiały centrum edukacji przyrodniczo-leśnej. Turystyka w lasach i na obszarach
przyrodniczo cennych. 23:65-71. Rogów.
Adres do korespondencji:
Agnieszka Mandziuk
Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
ul. Nowoursynowska 159 bud. 34, 02-766 Warszawa
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr Lech Płotkowski, prof. nadzw. SGGW
Praca naukowa współfinansowana ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
i Budżetu Państwa w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju
Regionalnego, Działania 2.6 „Regionalne Strategie Innowacyjne i transfer wiedzy”
projektu własnego Województwa Mazowieckiego „Mazowieckie Stypendium
Doktoranckie”
49
TOM III.indd 49
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 50
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak
Anna Mścichowska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.51-56
ISSN 1895-4421
Porównanie indeksu metafazowego u świerka pospolitego (Picea
abies (L.)Kart) po zastosowaniu kolchicyny i 8-hydroksychinoliny
The comparison of metaphase index in Norway spruce (Pice abies
(L.) Kart) after used colchicine and 8-hydroxyquinolin
Abstrakt: Przeprowadzone badania miały na celu porównanie skuteczności dwóch związków
antymitotycznych: 1% roztworu kolchicyny i 0,03% roztworu 8-hydroksychinoliny. Oceniano indeks
metafazowy, tj. procentowy udział komórek w stadium metafazy w stosunku do wszystkich komórek
analizowanej tkanki. Preparaty wykonano metodą enzymatyczną z merystemów korzeniowych świerka
(Picea abies (L.) Kraft). Dla każdego związku antymitotycznego testowano po trzy kombinacje czasu
inkubacji stożków wzrostu, dla roztworu kolchicyny: 6, 12 18 h, a dla roztworu 8-hydroksychinoliny:
3, 6, 9 h. Najwyższy indeks metafazowy wynoszący 2,67%, uzyskano dla materiału traktowanego
przez 6 godzin roztworem 8-hydroksychinoliny. Otrzymane wyniki posłużą do dalszych prac
z zakresu cytogenetyki świerka, tj. wykorzystania fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) do oceny
zmienności różnych populacji tego gatunku.
Słowa kluczowe: świerk, indeks metafazowy, kolchicyna, 8-hydroksychinolina
Summary: The aim of this study was compared the efficiency of two antimitotic solutions: 1%
colchicine and 0.03% 8-hydroxyquinoline. The metaphase index, i.e. the percentage cells in metaphase
stage inrelation to all dividing cells, was analyzed. Slides were prepared from spruce root tips according
to the enzymatic maceration metod. For both solution, three different times of incubation were tested, for
the colchicine: 6, 12, 18 h, for the 8-hydroxyquinoline: 3, 6, 9 h, respectively. The highest metaphase
index 2.67% was obtained for the material treated for 6 h of the 8-hydroxyquinoline. This results will be
used to work on spruce cytogenetics, i.e. the use of fluorescencje in situ hybridization (FISH) to assess
the variability of different populations of this species.
Key words: Norway spruce, metaphase index, colchicine, 8-hydroxyquinoline
51
TOM III.indd 51
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Anna Mścichowska
Wstęp
Świerk pospolity (Picea abies (L.) Karst. jest bardzo ważnym gatunkiem lasotwórczym
o znaczeniu biocenotycznym, ochronnym i produkcyjnym. W Polsce osiąga wysokość 50 m
i pierśnicę 1,5 – 2,0 m. Charakteryzuje się prostą strzałą, rośnie stosunkowo szybko, ma średnie
wymagania pod względem temperatury oraz żyzności gleby [Tomanek 1980]. Świerk cechuje
się wysoką zmiennością wewnatrzgatunkową, nie spotykaną w przypadku innych gatunków
drzew leśnych [Sułkowska 1995]. Dotychczas na podstawie badań proweniencyjnych
możliwe było określenie zmienności fenotypowej poszczególnych subpopulacji [Giertych
1977]. W dalszym ciągu brak jest jednak dokładnej charakterystyki gatunku pod względem
genetycznym.
W ostatnich latach często pojawiającym się problemem w gospodarce leśnej jest próba
oszacowania korelacji pomiędzy cechami o dużej wartości gospodarczej a markerami
morfologicznymi, biochemicznymi i DNA. Wiedzy na ten temat może dostarczyć jedynie
połączenie doświadczeń proweniencyjnych z nowoczesnymi technikami biotechnologicznymi,
obejmującymi m.in. analizy za pomocą markerów molekularnych, badanie składu
nukleotydowego genomu oraz analizy cytogenetyczne.
Świerk pospolity (2n=24) posiada duże, tj. 9-18 µm, ale słabo zróżnicowane chromosomy
i tym samym należy do grupy gatunków, dla których cechy morfologiczne nie są wystarczające
do odróżnienia poszczególnych par chromosomów homologicznych i sporządzenia kariotypu.
Ponadto analiza kariotypu gatunków iglastych jest utrudniona, ponieważ kompleksy
chromosomowe drzew są zazwyczaj słabo zróżnicowane, a chromosomy posiadają zbliżoną
długość i są przeważnie metacentryczne (równoramienne). W przypadku różnych gatunków
roślin okrytonasiennych co najmniej jedna para chromosomów zawiera wyraźnie widoczne
przewężenie wtórne, na podstawie którego można łatwo zidentyfikować przynajmniej jedną
parę chromosomów. U drzew iglastych locus lub loci 45SrDNA występują interstycjalnie
(wewnątrz ramion chromosomów) i są obserwowane bardzo rzadko.
Dane dotyczące struktury kariotypu drzew leśnych mogą mieć bardzo duże znaczenie
w badaniach mających na celu poznanie przemian ewolucyjnych w obrębie tej grupy
roślin [Besendorfer i in. 2005]. Tradycyjne metody analizy kariotypu polegają na analizie
morfologii chromosomów traktowanych kilkoma powszechnie używanymi barwnikami, np.
acetokarminem. Znakowanie tego typu daje efekt jednolitego wybarwienia chromosomów
na całej ich długości, co utrudnia identyfikację chromosomów jednakowych morfologicznie.
Skuteczną techniką rozróżnienia dużych i podobnych chromosomów jest fluorescencyjna
hybrydyzacja in situ (FISH) – metoda cytogenetyki molekularnej. Technika polega na
łączeniu (hybrydyzacji) sondy molekularnej z komplementarnym DNA w chromosomach na
preparatach mikroskopowych. Dzięki znakowaniu sondy, najczęściej fluorochromem, miejsca
hybrydyzacji mogą być identyfikowane pod mikroskopem i lokalizowane w chromosomach.
Jako sondy wykorzystywane są zarówno sekwencje kodujące (geny rRNA: 18S·26S rDNA
i 5S rDNA) jak i niekodujące (centromery, telomery, mikrosatelity, transpozony). Zaletą tej
metody jest możliwość stosowanie kilku sond jednocześnie [Małuszyńska 2007]
Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ z użyciem podstawowych markerów cytogenetycznych,
tj. 45SrDNA, 5S rDNA, przeprowadzona została u sosny zwyczajnej [Luberetz i in. 1996],
świerka pospolitego [Hizume i in. 2002a, Siljak-Yakovlev i in. 2002], modrzewia europejskiego
[Hizume i in. 2002b] i jodły pospolitej [Besendorfer i in. 2005]. We wszystkich przypadkach
duże zróżnicowanie markerów cytogenetycznych obserwowano zarówno pomiędzy badanymi
gatunkami, jak również w przypadku porównania proweniencji danego gatunku.
52
TOM III.indd 52
3/9/12 4:48 AM
Porównanie indeksu metafazowego u świerka pospolitego...
Rozpoczęcie badań nad nowym gatunkiem zawsze stanowi problem z optymalizacją
pewnych etapów metodyki. Przeprowadzone badania miały na celu porównanie skuteczności
dwóch związków antymitotycznych. W tym celu oceniano indeks metafazowy, tj. procentowy
udział komórek w stadium metafazy w stosunku do wszystkich komórek analizowanej
tkanki. Poprawnie wykonany preparat będzie warunkiem uzyskania pozytywnych wyników
planowanych badań z wykorzystaniem FISH u świerka pospolitego.
Materiał i metody
Materiał roślinny stanowiły stożki wzrostu korzenia świerka pospolitego (Picea abies
(L.) Karst) kategorii kwalifikowany z Nadleśnictwa Nowy Targ. Merystemy korzeniowe
pobierano z korzeni kiełkujących nasion. W tym celu nasiona wyłożono na podłożu, które
stanowiła bibuła filtracyjna, przykryto kołpakiem z twardego nie rysującego się plastiku
i umieszczono w kiełkowniku Jacobsena w kontrolowanych warunkach światła i temperatury.
Korzenie pobierano po 6 dniach prowadzenia próby kiełkowania, gdy osiągnęły długość
1-2 cm i według zasad obowiązujących w Lasach Państwowych zostały zaliczone do grupy
nasion prawidłowo kiełkujących [Zasady i metodyka oceny nasion w Lasach Państwowych,
2000]. (ryc. 1). W celu zablokowania wrzeciona kariokinetycznego i nagromadzenia metafaz,
pobrany materiał inkubowano w 0,03% roztworze 8-hybroksychinoliny przez 3, 6 i 9 h oraz
w 1% roztworze kolchicyny przez 6, 12 i 18 h. W dalszym etapie korzenie przenoszono
do utrwalacza zawierającego 100% metanol i lodowaty (99,5%) kwas octowy w stosunku
objętościowym 3:1. Po 72 godzinach przechowywania w temperaturze pokojowej utrwalony
materiał umieszczano w temperaturze -20°C, gdzie pozostawał do momentu wykonywania
preparatów. Preparaty mikroskopowe wykonano metodą enzymatyczną Do maceracji
merystemów korzeniowych wykorzystano mieszaninę enzymów w składzie: 4% celulaza
Onozuka R10 (Serva) i 2% pektoliaza Y23 (Duchefa) [Pląder i in. 1998]. Jakość wykonanych
preparatów sprawdzono w kontraście fazowym przy użyciu mikroskopu AxioImager M2
(Zeiss). Do archiwizacji obrazu posłużył program AxioVison Rel. 4.0. Dla oceny indeksu
metafazowego, dla każdego testowanego wariantu związku antymitotycznego wykonano
6 preparatów mikroskopowych, a ocenę przeprowadzano w 120 polach widzenia przy
powiększeniu mikroskopu 400x.
53
TOM III.indd 53
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Anna Mścichowska
Wyniki
Wykorzystano dwa związki antymitotyczne: 0,03% 8-hydroksychinolinę i 1% kolchicynę. Dla
każdego związku testowano po trzy czasy inkubacji materiału w badanym roztworze. Najlepszy
rezultat uzyskano po traktowaniu materiału przez 6 godzin roztworem 8-hydroksychinoliny,
gdzie zaobserwowano najlepszy rozkład chromosomów w płytkach metafazowych (ryc. 2).
Przy dłuższej inkubacji, tj. 9 godzin indeks metafazowy był niższy, chromosomy bardziej
skondensowane i wykazujące tendencję do sklejania się. Po zastosowaniu 1% roztworu
kolchicyny, w każdym z 3 stosowanych wariantów czasu inkubacji materiału otrzymano
niskie indeksy metafazowe, nie przekraczające 1%. (tab. 1).
Związek antymitotyczny
1% roztwór kolchicyny
Czas inkubacji [h]
Indeks metafazowy [%]
6
0,45
12
0,65
18
0,73
3
1,36
6
2, 67
9
1,87
0,03% roztwór
8- hydroksychinoliny
Tab. 1. Wpływ czasu traktowania wstępnego 1% roztworem kolchicyny i 0,03% roztworem
hydroksychinoliny na indeks metafazowy świerka pospolitego
Ryc. 1. Korzenie świerka pospolitego
przeznaczone do analiz indeksu metafazowego
Ryc. 2. Chromosomy metafazowe pochodzące
ze stożka wzrostu korzenia świerka (obraz spod
mikroskopu kontrastowo-fazowego).
54
TOM III.indd 54
3/9/12 4:48 AM
Porównanie indeksu metafazowego u świerka pospolitego...
Dyskusja
Uzyskanie dobrej jakości preparatów mikroskopowych jest podstawowym warunkiem
właściwej analizy cytologicznej. Materiał do badań może stanowić każda dzieląca się komórka.
Najlepszym źródłem komórek mitotycznych są merystemy korzeniowe. Poprawnie wykonany
preparat do badań cytologicznych musi zawierać odpowiednią liczbę płytek metafazowych, tj.
co najmniej cztery, w których poszczególne chromosomy są dobrze widoczne i pozbawione
cytoplazmy [Małuszynska 2007]. Procedura przygotowania preparatów obejmuje zebranie
materiału, traktowanie związkiem antymitotycznym, utrwalenie, maceracja oraz wykonanie
preparatów. W zależności od celu badań, rodzaju materiału i gatunku rośliny, procedura ta
musi być modyfikowana i dostosowana do warunków danej pracowni i celu prowadzonych
badań.
Przedstawione badania stanowią pierwszy etap pracy, której celem będzie lokalizacja różnych
sekwencji repetytywnego DNA na chromosomach świerka pospolitego przy wykorzystaniu
FISH. Pozytywny rezultat planowanego doświadczenia zależy jednak od jakości wykonanych
preparatów mikroskopowych. W celu nagromadzenia komórek w stadium metafazy
i skrócenia chromosomów materiał testowy w postaci stożków wzrostu świerka, traktowano
dla porównania dwoma związkami antymitotycznymi: 1% kolchicyną i 0,03% roztworem
8-hydroksychinoliny. Na podstawie danych z literatury badano także różne warianty czasu
traktowania materiału w/w roztworami. W większości przeanalizowanych prac na temat
hybrydyzacji in situ u drzew leśnych, używanym związkiem antymitotycznym była kolchicyna
w stężeniu 1% [Luberetz i in. 1996] lub 0,5 % [Hizume i in. 2002a, Siljak i Yakovlev
i in.2002, Liu i in.2003]. W niniejszej pracy wykorzystano także roztwór 8-hydroksychinoliny,
powszechnie wykorzystywany w pracach z gatunkami roślin okrytonasiennych. W rezultacie
dla tego związku otrzymano najwyższy indeks metafazowy. W przeprowadzonych badaniach
uzyskano 3-4 płytki na preparat. Dla porównania, Hizume i in. [2002a] po traktowaniu przez
15h 0,5% roztworem kolchicyny uzyskał 1-2 płytki metafazowe dla preparatu. Z kolei Luberetz
i in. 1996 po traktowaniu 1% roztworem kolchicyny przez 20h uzyskał indeks metafazowy
wynoszący 0,75%. Przeprowadzone badania pokazują, że bardziej skutecznym związkiem
antymitotycznym jest roztwór 8-hydroksychinoliny i ten związek będzie wykorzystywany do
nagromadzenia komórek w stadium metafazy w dalszych planowanych przez nas badaniach
cytogenetycznych u świerka pospolitego.
55
TOM III.indd 55
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Anna Mścichowska
Literatura
Besendorfer V., Krajačić-Sokol I., Jelenić S., Puizina J., Mlinarec J., Sviben T., Papeš D. 2005. Two
classes of 5S rDNA unit arrays of the silver fir, Abies alba Mill.: structure, localization and
evolution. Theor Apple Genet, 110: 730-741.
Giertych M. 1977. Genetyka. [W:] Świerk pospolity. Picea abies (L.) Karst. Nasze Drzewa Leśne.
Warszawa – Poznań, PWN: 232–261.
Hizume M., Shibata F., Matsusaki Y., Garajova Z. 2002a. Chromosome identification and comparative
karyotypic analyses of four Pinus species., 105: 491-497.
Liu Z.L., Zhang D., Hong D.Y., Wang X. R. 2003. Chromosomal localization of 5S and 18S-5.8S25S ribosomal DNA sites in fove Asien pines Rusing fluorescencje in situ hybridization. Theor
Appl Genet, 106:198-204.
Hizume M., Shibata F., Matsumoto A., Maruyama Y., Hayashi E., Kondo T., Kondo K., Zhong
S., Hong D. 2002b. Tandem repeat DNA localizing on the proximal DAPI bands of chromosomes
in Larix, Pinaceae. Genome, 45(5): 777-783.
Lubaretz O., Fuchs J., Ahne R., Meister A., Schubert I. 1996. Karyotyping of Three Pinaceae species
via fluorescent in situ hybridization and computer-aided chromosome analysis. Theor Appl
Genetic, 92: 411-416
Małuszyńska J. 2007. Zobaczyć gen, chromosom i genom - czyli badania cytogenetyki molekularnej.
Nauka, 4: 107-115.
Pląder W., Hoshi Y., Malepszy S. 1998. Sequential fluorescent staining with CMA and DAPI for
somatic chromosome identification in cucumber (Cucumus sativus L.). J Appl Genet., 39: 249258.
Siljak-Yakovlev S., Cerbah M., Coulaud J., Stoian V., Brown S.C. Zoldos V., Jelenic S., Papes
D. 2002. Nuclear DANN contenr, base composition, heterochromatin and rDNA in Picea
omorika and Picea abies. Theor Appl Genet, 104: 505-512.
Sułkowska M. 1995. Ocena zmienności genetycznej drzew leśnych na podstawie analiz
izoenzymatycznych. Sylwan, 6:23–29.
Tomanek J. 1980. Botanika leśna. Warszawa, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne.
Zasady i metodyka oceny nasion w Lasach Państwowych, 2000. Centrum Informacyjne Lasów
Państwowych. Warszawa
Adres do korespondencji:
Katarzyna Masternak
Katedra Nasiennictwa, Szkółkarstwa i Selekcji Drzew Leśnych
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
31-425 Kraków, al. 29 Listopada 46
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Janusz Sabor
56
TOM III.indd 56
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak
Jarosław Struczak
EPISTEME
12/2011, t. II
s.57-64
ISSN 1895-4421
Inwentaryzacja oraz program ochrony wybranych
pochodzeń świerka pospolitego (Picea abies L. Karst) objętych
doświadczeniem IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy
Inventory and protection program of selected provenances of
Norway spruce (Picea abies L. Karst.) on the IPTNS-IUFRO 1964/68 site
in Krynica
Abstrakt: Przeprowadzone badania miały na celu ocenę przeżywalności i jakości świerka pospolitego
na wybranych powierzchniach porównawczych (blokach) doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68
w Krynicy. Analiza wariancji wykazała istotny wpływ pochodzenia na przeżywalność i kondycję
zdrowotną drzew. Najniższą przeżywalnością w warunkach Beskidu Sądeckiego charakteryzowały się
proweniencje z Jugosławii oraz północno-wschodniej Polski, zaś najwyższą pochodzenia z Knusk w Rosji.
Najlepszą kondycję zdrowotną wykazywały świerk z regionów: 60 – Beskidy Wschodnie, 61 - Wyżyna
Małopolska, 71 - Pojezierze Wileńskie, 78 - Centralnej Rosja oraz 95 – Karelia. Najniższą średnią klasę
jakości zanotowano dla świerków z Alp Zachodnich, Jugosławii oraz południowo-wschodniej Szwecji.
Otrzymane wyniki posłużyły do ustalenia kolejnych etapów realizacji programu ochrony zasobów
genowych świerka doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy poprzez szczepienia zagrożonych
pochodzeń, charakteryzujących się niską przeżywalnością i jakością.
Słowa kluczowe: świerk pospolity, przeżywalność, genotyp
Abstract: The aim of the study was to evaluate survival and health condition of Norway spruce on the
selected plots (blocks) of IPTNS-IUFRO 1964/68 site in Krynica. Analysis of variance showed that genotype
(provenance) has a statistically significant effect on the survival and health condition of trees. Spruce from
Knusk origin in Russia displayed the poorest survival rate in the conditions of the Beskid Sądecki Mts.,
while those from Yugoslavia and and the north-eastern Poland survived best. High health condition was
exhibited by spruces from region: 60 - East Beskids (Tarnawa), 61 - Little Poland Upland, 71 - Vilnius
Lakeland, Belarus Lakeland, 78 - Russia 2 (Central Russian Upland, Smolensk-Moscow Heights and 95
– Karelia. Spruces from Western Alps, Yugoslavia and south-eastern Sweden were poorest in this respect.
The results of this study will be used to determine the next steps of the protection of genetic resources of
spruces on the IPTNS-IUFRO 1964/68 site in Krynica. The results were used to determine the next steps in
implementation of the protection of genetic resources experiment by vaccination provenances characterized
by low survival and quality.
Key words: Norway spruce, survival, genotype
57
TOM III.indd 57
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Jarosław Struczak
Wstęp
Świerk pospolity należy do rodziny sosnowatych (Pinaceae) oraz podrodziny jodłowych
(Abietoidae). Występuje głównie na obszarze środkowej i północno-wschodniej części Europy
oraz w rejonach górskich. Z uwagi na szeroki zasięg występowania oraz pełnione funkcje
ekonomiczne, ekologiczne i estetyczne, gatunek stał się obiektem zainteresowania leśników
i przedmiotem wielu badań genetycznych. Dużej wiedzy w tym zakresie dostarczają działania
Międzynarodowej Unii Leśnych Organizacji Badawczych IUFRO (ang. International Union
of Forest Research Organizations).
Jednym z najważniejszych badań proweniencyjnych utworzonych przez organizację IUFRO
jest międzynarodowe doświadczenie inwentaryzacyjne ze świerkiem pospolitym IPTNSIUFRO 1964/86 zlokalizowane w 13 państwach europejskich oraz w Kanadzie. W Polsce
zostało założone z inicjatywy prof. Stanisława Bałuta w warunkach górskich w Krynicy [Bałut,
Sabor 2001]. W ostatnim dziesięcioleciu zarówno międzynarodowe doświadczenie IUFRO w
Polsce, jak i cały środkowo-europejski świerk z terenów Niemiec, Czech oraz w mniejszym
stopniu z terenów Słowacji, zostały zagrożone przez syndrom szeregu występujących po
sobie czynników chorobowy określanych mianem ,,choroby spiralnej” lub ,,kompleksowej”
[Masternak i in. 2009]. Osłabienie drzew wynikające ze zmian klimatycznych, bytowania
patogenów korzeniowych oraz gradacji owadów doprowadziło do stopniowo natężającego
się wydzielania świerków na wszystkich blokach doświadczenia. W obliczu zagrożenia
jednego z największych doświadczeń inwentaryzacyjnych podjęto prace związane z ochroną
zasobów genowych świerka pospolitego, co wykonywane jest poprzez zakładanie archiwum
klonowego proweniencji najbardziej zagrożonych wypadem.
Celem pracy jest ocena aktualnego stopnia zagrożenia świerków na wybranych powierzchniach
porównawczych (blokach) doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy, a także
określenia istotności wpływu pochodzenia (genotypu) na ogólną odporność drzew wyrażoną
procentem wypadów. Wyniki badań pozwolą na określenie aktualnej przeżywalności i stanu
jakościowego poszczególnych proweniencji oraz umożliwią ustalenie kolejnych etapów
realizacji programu ochrony międzynarodowego doświadczenia inwentaryzacyjnego świerka.
Materiały i metody
Doświadczenie IUFRO 1964/68 jest częścią światowego programu selekcyjnego „Inventory
Provenence Test of Norway Spruce” rozpoczętego w 1959 roku przez Otto Langleta..
Doświadczenie obejmuje 1096 pochodzeń z całego zasięgu występowania gatunku, w tym
91 z terenu Polski. Ze względu na region występowania, proweniencje podzielone zostały
na 95 grup regionalnych [Krutzsch 1968]. Uprawy porównawcze (bloki) zlokalizowane są
w Krainie Karpackiej, Dzielnicy Beskidu Sądeckiego i Gorców w Leśnictwie Wojkowa oddział 165 (bloki nr 02, 06 oraz Leśnictwa Kopciowa - oddział 14 (bloki nr 01, 03, 04, 05, 07,
08, 09, 11) i 10) (ryc. 1). Dokładny opis powierzchni badawczej oraz metodykę doświadczenia
IPTNS-IUFRO 1964/68 zawarto w pracach Bałuta i Sabora [2001, 2002].
Wykonano inwentaryzację świerków zlokalizowanych na trzech blokach doświadczenia
IUFRO (zaznaczone na rycinie 1 na kolor czerwony). Podczas inwentaryzacji oceniono
jakość drzew według przyjętego kryterium określania uszkodzeń świerka podanych przez
Dmyterko i Bruchwalda [2007]. W przyjętej klasyfikacji wyróżniono 4 klasy jakości:
• klasa 1 - drzewa o prawidłowo ukształtowanej koronie i stopniu defoliacji mieszczącym
się w przedziale od 0 do 25%, nie wykazujące uszkodzeń mechanicznych,
58
TOM III.indd 58
3/9/12 4:48 AM
Inwentaryzacja oraz program ochrony wybranych pochodzeń świerka...
• klasa 2 – drzewa o stopniu defoliacji mieszczącym się w przedziale od 26 do 60%, nie
wykazujące uszkodzeń mechanicznych lub posiadające niewielkie uszkodzenia,
• klasa 3 – drzewa o koronie zdeformowanej oraz stopniu defoliacji w przedziale od 61 do
90%, uszkodzone mechanicznie,
• klasa 4 – drzewa obumarłe.
Na podstawie otrzymanych wyników określono zróżnicowanie proweniencyjne (genetyczne)
uwzględniające podział populacji na regiony geograficzne [Krutzsch 1968]. W celu oceny wpływu
poszczególnych źródeł zmienności zastosowano model jednoczynnikowej analizy wariancji.
Obliczenia statystyczne wykonano za pomocą programu Statistica ver. 8,0 [Stat. Soft. Inc. 2006].
a.
b.
Ryc. 1 Schemat rozmieszczenia bloków doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68 (a) w Leśnictwie
Wojkowa (oddział 165, bloki o numerach 02, 06, 10) i (b) w Leśnictwie Kopciowa (oddział 14, bloki o
numerach 01, 03, 04, 05, 07, 08, 09, 11)
Wyniki
W tabeli 1 zawarto średnie wartości przeżywalności oraz cech jakościowych świerka
pospolitego doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy. Jak wynika z danych
w niej zawartych przeżywalność pochodzeń w wieku 46 lat na trzech wybranych blokach
doświadczenia wyniosła 29,2%. Średnia klasa jakości drzew osiągnęła wartość 2,0, co
wskazuje, że w blokach 01, 03 i 07 dominują świerki mające nieznaczne uszkodzenia aparatu
asymilacyjnego (26 do 60%). Analiza wariancyjna wykazała istotne różnice przeżywalności
oraz klasy jakości świerków w zależności od regionu pochodzenia (tab. 1).
59
TOM III.indd 59
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Jarosław Struczak
Cecha
Test F
Istotność
Średnia wartość cechy
Przeżywalność
2712,65
0,000000
29,2
Klasa jakości
85,634
0,000025
2,0
Tab. 1. Wartości komponentów wariancji oraz średnie wartości poszczególnych cech świerka
pospolitego doświadczenia IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy
Najniższą przeżywalność i jakość w górskich warunkach Beskidu Sądeckiego zanotowano
dla świerków z Jugosławii (55-Montenegro) oraz północno-wschodniej Polski (68-Pojezierze
Mazurskie, 69-Pojezierze Augustowskie, i 70- Białowieża), zaś najwyższą dla pochodzeń
z Knusk w Rosji (region 81). Wysoką przeżywalnością charakteryzowały się proweniencje
z Danii (82-Jutland), Finaldii (94-Południowa Finlandia, 95-Karelia), Białorusi
(71-Pojezierze Wileńskie, 75-Białoruś), Estonii (72,74-Łotwa), Rosji (76-Wschodnia Rosja,
78-Rosja2, 81-Knusk), Chorwacji (54-Chorwacja), większość pochodzeń szwedzkich
(86-Scania, 89-Sondermanland, 90-Centralna Szwecja), polskich (66,67-Pojezierze
Wschodnio-pomorskie, 63-Beskid Śląski, Beskid żywiecki, 64-Kotlina Kłodzka, 65-Nizina
Śląska), czeskich (10-Erzgebirge, 37-Zachodnie Bohemy, 39-Sudety, 42-Południowe Czechy,
44-Morawy), słowackich (46-Wielka i Mała Fatra, 47-Niskie Tatry, 48-Tatry), węgierskich
(52-Zachodnie Węgry, 53-Północne Węgry), rumuńskich (58-Góry Bihor, 59-Wschodnie
Karpaty) oraz nieliczne proweniencje norweskie (83-Bögstadt), austiackie (33-Styria,
36-Wyżyna Bohemska), niemieckie (04-Ardeny, 05-Reńskie Góry Łupkowe, 07-Góry
Harzu, 08-Pojezierze Maklenburskie, 13-Schwarzwald, 18-Jura Frankońska, 19-Frankonia,
26-Wschodnie Alpy). Jakość badanych drzew z poszczególnych regionów Krutzsch’a.
kształtuje się odmiennie. Najlepszą klasą jakości charakteryzują się proweniencje z regionu:
61 - Wyżyna Małopolska, 95 - Karelia, 60 - Beskidy Wschodnie, 71 - Pojezierze Wileńskie
oraz 78 - Centralna Rosja. Najniższą średnią klasą jakości zanotowano dla świerków
z regionów Krutzsch’a o numerach 02 (Zachodnie Alpy), 55 (Jugosławia), 87, 89 oraz 93
(południowo-wschodnia Szwecja) (tab. 2).
Dyskusja
Odporność na czynniki biotyczne i abiotyczne to podstawa hodowli stabilnych drzewostanów.
W leśnictwie określana jest najczęściej oceną przeżywalności zakładanych upraw,
w której podstawowe znaczenie ma odpowiedni dobór pochodzeniowy leśnego materiału
rozmnożeniowego. Doświadczenie IUFRO 1964/68, będąc jednym z największych
międzynarodowych doświadczeń inwentaryzacyjnych, umożliwia porównanie tej cechy
na poziomie poszczególnych pochodzeń reprezentujących zmienność genetyczną gatunku
w całym zasięgu jego występowania. Kolekcja 1096 proweniencji świerka pozwala na
wiarygodną ocenę dynamiki rozwoju choroby spiralnej, jak również wskazanie istotnych
różnic przeżywalności, a tym samym oceny efektu genetycznego odporności środowiskowej.
Badania wykonane w trzech blokach doświadczenia IUFRO wskazują na zróżnicowanie
genetyczne świerka pospolitego pod względem odporności na chorobę spiralną. Podobne
wyniki otrzymano we wcześniejszych badaniach wykonanych na wszystkich powierzchniach
porównawczych (blokach) doświadczenia [Masternak i in. 2009]. Istotność wpływu genotypu
na ocenę obserwowanej zmienności potwierdzają również badania Żółciak i in. [2007],
wykazujące istotną zależność między regionem pochodzeniowym, a liczbą zainfekowanych
drzew. O dziedzicznym podłożu naturalnej odporności na chorobę spiralną donoszą również
60
TOM III.indd 60
3/9/12 4:48 AM
Inwentaryzacja oraz program ochrony wybranych pochodzeń świerka...
badania Sieroty [2001].
Według analiz przeprowadzonych przez IBL wydzielanie się drzew z powierzchni badawczych
doświadczenia IUFRO spowodowane jest głównie infekcją huby korzeniowej oraz opieńkowej
zgnilizny korzeni [Żółciak i Oszako 2002]. Najprawdopodobniej są to elementy choroby
spiralnej wywołujące obserwowane różnice przeżywalności proweniencji z poszczególnych
regionów. Na patogenny te narażone są głównie gatunki iglaste, szczególnie rosnące na
siedliskach górskich. Huba korzeniowa atakuje drzewostany jednowiekowe i jednogatunkowe
z terenów północno-wschodniej Polski oraz rejonów górskich. Z kolei opieńkowi zgnilizna
korzeni uszkadza przede wszystkim drzewostany obcego pochodzenia występujące głównie
na terenie Sudetów, Beskidów i na Podkarpaciu [Sierota 2001]. Powierzchnia doświadczalna
IPTNS-IUFRO 1964/68 będąc sztucznie założonym drzewostanem, zawierającym obce,
jednowiekowe populacje jest więc doskonałym siedliskiem bytowania obu patogenów.
Podatność świerków na hubę korzeniową mogło spotęgować również wysadzenie materiału
badawczego na gruntach porolnych, bowiem patogen ten atakuje głównie pierwsze pokolenie
upraw zakładanych na nieużytkach.
W wyniku ataku szkodników i patogenów roślina wydziela zwiększone ilości metabolitów
wtórnych, głównie fenoli [Lunderstadt 1976, Moran 1998]. Istnieje duże prawdopodobieństwo,
że różnica w odporności poszczególnych proweniencji związana jest z niejednakową
zdolnością drzew do przeciwstawiania się infekcji poprzez wytwarzanie związków
obronnych, co z kolei wynika z ich odmiennego genotypu. Z uwagi na brak wyraźnych
cech morfologicznych różnicujących proweniencje świerka pod kątem ich podatności na
atak szkodliwych patogenów grzybowych oraz owadów, analiza związków fenolowych
wytwarzanych wskutek infekcji (fitoaleksyny) może odgrywać istotną rolę w identyfikacji
odpornościowej poszczególnych genotypów.
Wyniki badań wskazują, że wysoka klasą jakości charakteryzowały się świerki o niskiej
przeżywalności. Z tego względu istnieje duże prawdopodobieństwo, że w najbliższych
latach proweniencje te mogą zostać zniszczone przez wiatr. Z uwagi na zagrożenie
trwałości pochodzenia te powinny w dalszej kolejności zostać zachowane w archiwum
klonowym. Przyjęty przez Katedrę Nasiennictwa Szkó³karstwa i Selekcji Drzew Leśnych
w Krakowie program zachowania zasobów genowych zak³ada ochronę in-viwo w archiwum
zachowawczym. W archiwum aktualnie znajduje się 1333 szczepów. W chwili obecnej
program szczepień trwa nadal a archiwum poszerzane jest o następne kolekcje szczepów
pozostałych pochodzeń głównie bloków Leśnictwa Kopciowa.
61
TOM III.indd 61
3/9/12 4:48 AM
Liczba drzew w 2010
roku
Przeżywalność
Średnia klasa jakości
51
Stiavnicke podhorie; Slovakia
25
7
28,0
1,9
52
West Hungary; Hungary
50
19
38,0
1,8
53
North Hungary; Hungary
50
21
42,0
1,7
54
Dalmatia; Croatia
25
8
32,0
2,4
55
Montenegro; Yugoslavia
25
1
4,0
3,0
56
Rhodope Mts; Bulgaria
100
28
28,0
2,2
58
Bihor Mts, Transylvania; Romania
75
30
40,0
2,0
59
East Carpathians; Romania
150
62
41,3
2,1
60
East Beskids (Tarnawa); Poland
25
6
24,0
1,5
61
Little Poland Upland; Poland
25
2
8,0
1,0
62
Babia Góra, Beskid Sądecki; Poland
50
14
28,0
2,3
63
Beskid Śląski, Beskid Żywiecki; Poland
100
38
38,0
2,0
64
Kłodzko Valley; Poland
75
31
41,3
2,0
65
Silesian Lowland, Great Poland; Poland
75
24
32,0
2,0
66
West-Pomeranian Lakeland; Poland
100
42
42,0
2,0
67
East-Pomeranian Lakeland, Warmia, Masuria; Polnd
25
11
44,0
2,0
68
Masurian Lakeland; Poland
50
2
4,0
1,8
69
Augustów Lakeland, Podlasie; Poland
50
2
4,0
1,8
70
Białowieża Primeval Forest; Poland
50
2
4,0
1,9
71
Vilnius Lakeland, Belarus Lakeland; Lithaunia, Belarus
25
11
44,0
1,5
72
Latvia, Estonia, 1
75
33
44,0
1,8
74
Latvia, Estonia, 3
50
21
42,0
2,1
75
Belarus
50
17
34,0
1,7
76
East Russia (Valdai Hills); Russia
75
36
48,0
1,8
Nr.regionu
Liczba wysadzonych
drzew
Katarzyna Masternak, Jarosław Struczak
Nazwa regionu geograficznego Krutzsch’a *
62
TOM III.indd 62
3/9/12 4:48 AM
Inwentaryzacja oraz program ochrony wybranych pochodzeń świerka...
77
Russia 1
25
5
20,0
2,0
78
Russia 2 (Central Russian Upland, Smolensk-Moscow
Heights)
50
16
32,0
1,5
79
Udmurtsk (Upper Kama Upland); Russia
50
15
30,0
2,4
81
Knusk; Russia
25
15
60,0
1,9
82
Jutland, (Denmark)
50
24
48,0
2,2
83
Bogstadt (Ostland); Norway
100
39
39,0
1,9
84
S-E Norway; Norway
25
3
12,0
2,0
85
Central Norway; Norway
50
9
18,0
2,4
86
Scania; Sweden
50
20
40,0
2,3
87
Gotland, Smaland (S-E Sweden); Sweden
25
5
20,0
2,6
88
Gotland; Sweden
125
26
20,8
2,0
89
Sondermanland (S-E Sweden); Sweden
25
9
36,0
2,6
90
Central Sweden; Sweden
125
46
36,8
2,3
91
Norrland; Sweden
50
7
14,0
2,2
92
Madelpad, Angemanland; Sweden
50
4
8,0
2,0
93
S-E Sweden Coast; Sweden
50
4
8,0
2,8
94
South Finland; Finland
25
8
32,0
1,9
95
Karelian; Finland, Russia
50
16
32,0
1,5
Średnia
29,2
2,0
Odchylenie standardowe
11,7
0,3
Współczynnik zmienności
0,4
0,15
Tab. 2. Przeżywalność oraz klasa jakości świerków z regionów geograficznych Kurtzsch’a testowanych
w doświadczeniu IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy
63
TOM III.indd 63
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Masternak, Jarosław Struczak
Literatura
Bałut S., Sabor J., 2001. Inventory provenance test of Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.)
IPTNS-IUFRO 1964/68 in Krynica. Part I. Description of the experimental area. Test material.
Bałut S., Sabor J., 2002. Inventory provenance test of Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.)
IPTNS-IUFRO 1964/68 in Krynica. Part II.Test results of 1968-1984. Geographical variability
of traits in the whole range of the species.
Dmyterko E., Buchwald A., 2007. Kryteria określania uszkodzenia świerków. Sylvan 6: 12-23.
Krutzsch P., 1968. Die Pflanzschulenergebnisse eines inventierenden Fichtenherkunftsversuches
(Picea abies Karst. und Picea obovata Lebied.). Königliche Forstliche Hochschule, Stockholm.
Lunderstadt J., 1976. Isolation and Anlysis of Plant Phenolics from Foliagen Relation to Species
Characterization and to Resistance Against Insects and Pathogens. [W:] Modern Methods in
Forest Genetics. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, s. 158-165.
Masternak K., Sabor J., Majerczyk K. 2009. Effect of provenance on the survival of Norway
spruce (Piceas abies (L.) Karst.) trees on the IPTNS-IUFRO 1964/68 site in Krynica (Poland).
Dendrobiology 61: 53-61.
Moran P. J., 1998. Plant-mediated interactions between insects and a fungial plant pathogen and the
role of plant chemical responses to infection. Oecologia 115: 523-530.
Sabor J., 2000. Nasiennictwo, Szkółkarstwo i Selekcja Drzew Leśnych. wydawnictwo akademii
Rolniczej. Kraków.
Sierota Z., 2001. Choroby lasu. CILP, Warszawa.
Statistica 8,0. StatSoft Inc. 2006.
Żółciak A., Oszako T., 2002. Ocena stanu zdrowotnego świerków z doświadczenia proweniencyjnego
świerka pospolitego IUFRO1964/68. Ekspertyza IBL. Zakład Fitopatologii Leśnej. Sękocin.
Żółciak A, Oszako T., Sabor J., 2007. Evaluation of the health status of Norway spruce provenances
tested on IUFRO1964/68 obserwation plots. Norway spruce in the Conserwation of Forest
Ecosystems in Europe. Warszawa
Adres do korespondencji:
Katarzyna Masternak
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Nasiennictwa, Szkółkarstwa i Selekcji Drzew Leśnych
Al. 29 Listopada 46, 31-425 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Janusz Sabor
64
TOM III.indd 64
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Niedziołek
Kinga Wierzbicka
Marta Wojciuch-Płoskonka
EPISTEME
12/2011, t. II
s.65-70
ISSN 1895-4421
SKŁAD GATUNKOWY I LICZEBNOŚĆ PTAKÓW W EKOTONIE
LEŚNO–POLNYM PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ
Abstrakt: W latach 2009 i 2010 podczas sezonu lęgowego zbadano skład gatunkowy i liczebność ptaków
zamieszkujących 100 ha ekoton leśno–polny położony w południowej części Puszczy Niepołomickiej.
W strefie leśnej ekotonu największy udział w jego długości posiadał las wilgotny (47,1%) i bór mieszany
świeży (24,8%), a pozostałe typy siedliskowe lasu jak las mieszany świeży, ols i las mieszany wilgotny
stanowiły odpowiednio 14,2%, 9,1% i 4,7%. Obliczony wzorem Simpsona wskaźnik bioróżnorodności
środowiska leśnego był wysoki i wynosił 0,84. Udział upraw leśnych sięgał 14,7%, młodników 16,5%
a drzewostanów w wieku 80 – 120 lat 16,5%. Do granicy lasu przylegały trzęślicowe łąki, na których
rosły głównie krzewy tarniny, głogu i trzmieliny. Łącznie stwierdzono 65 gatunków ptaków, z czego
25 to gatunki lęgowe zamieszkujące łąkę, 32 gatunki lęgowe występujące w lesie, a 16 gatunków
zaobserwowano w lesie i na łące. Na łące dominowała pokląskwa Saxicola rubetra (5,3 par/10 ha)
i szczygieł Carduelis carduelis (4,0 par/10 ha), które odpowiednio stanowiły 16,1% i 12,2% wszystkich
obserwowanych ptaków. W lesie najliczniejsza była zięba Fringilla coelebs (18,9 pary/10 ha) i bogatka
Parus major (12 par/10 ha). Ich udział wśród obserwowanych ptaków wynosił odpowiednio 18,8%
i 12,0%. Najliczniejszym ptakiem, który występował w obydwu siedliskach był trznadel Emberiza
citrinella.
Słowa kluczowe: Puszcza Niepołomicka, ekoton leśno–polny, ornitofauna, zagęszczenie populacji,
bioróżnorodność
Summary: During 2009 and 2010 numbers and composition of avifauna inhabiting forest-meadow
ecotone of southern part of Niepołomicka Forest was studied. The forest zone of ecotone was dominated
by moist deciduous forest of Tilio-Carpinetum type (47,1%) and by fresh mixed coniferous of PinoQuercetum type (24,8%). Simpson’s diversity index calculated for forest types was high and amounted to
0,84. Forest young plantation and thicket constituted 14,7% and 16,5% of forest respectively. Participation
of timber stand being 80 – 120 years old amounted to 16,5% of forest. The main component of the
non-forest part of was wet meadow of Molinion caeruleae type with sparsely distributed shrubs such as
blackthorn Prunus spinosa L., hawthorne tree Crataegus L. and spindle tree Euonymus L. Occurence of
65 bird species was recorded, out of which 25 breeding species were located in meadow, 32 species were
nesting in forest and 16 species were found in both habitats. In meadow, most numerous species was
whinchat, Saxicola rubetra (5,3 pairs/ 10 ha) and goldfinch, Carduelis carduelis (4,0 pairs/ 10 ha). These
two species constituted 16,1% and 12,2 % of all recorded species, respectively. In forest most common
was chaffinch, Fringilla coelebs (18,9 pairs/10 ha) and Great Tit, Parus major (12,0 pairs/ 10 ha). In both
habitats Yellowhammer, Emberiza citronella was most abundant.
Key words: forest-meadow ecotone, Niepołomicka Forest, population density, avifauna, biodiversity,
southern Poland.
65
TOM III.indd 65
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Niedziołek, Kinga Wierzbicka, Marta Wojciuch-Płoskonka
Wstęp
Ekoton to strefa przejściowa między różnymi biocenozami, które przechodzą jedna w drugą
bez ostro zaznaczonych granic. W ekotonie występują gatunki roślin charakterystyczne dla
sąsiadujących formacji roślinnych [Falińska 1991], jak również gatunki specyficzne, których
występowanie jest ograniczone do strefy przejścia [Trojan 1978]. W ekotonie mogą się
pojawiać dwa przeciwne zjawiska. Efekt brzegowy polega na zwiększeniu różnorodności
gatunkowej i liczebności występujących w ekotonie populacji, w stosunku do sąsiadujących
ze sobą siedlisk [Hansen, Di Castri 1992]. Przeciwny efekt daje zjawisko załamania się cech.
Następuje wtedy spadek różnorodności gatunkowej, zagęszczenia i liczebności gatunków
w strefie przejściowej [Falińska 1990]. W badaniach nad ekologią ornitofauny znany jest efekt
tzw. pułapki ekotonowej, polegającej na koncentracji drapieżników w strefie ekotonu, która
prowadzi do ujemnego wskaźnika wzrostu liczebności populacji ptaków żyjących w strefie
ekotonu [Gatek, Gysel 1978]. Pozytywny wpływ zagęszczenia ekotonów na ciężar poroży
jelenia europejskiego wykazano na terenie Karpat [Bobek, Merta 1995]. Celem niniejszej
pracy jest poznanie składu gatunkowego i liczebności populacji ptaków w ekotonie leśnołąkowym południowego kompleksu leśnego Puszczy Niepołomickiej przed wybudowaniem
na tym terenie autostrady A-4 na odcinku Stanisławice-Damienice.
Materiał i metody
Puszcza Niepołomicka składa się z czterech oddzielnych kompleksów leśnych, położonych
w widłach Wisły i Raby. Prace nad składem gatunkowym ornitofauny w ekotonie leśnopolnym o długości 3,5 km wykonano na południowej granicy leśnej głównego kompleksu
Puszczy Niepołomickiej, pomiędzy miejscowościami: Stanisławice i Damienice. Jego
szerokość w lesie wyznaczono na 100 m, natomiast na łąkach wynosił on około 200 m, co
daje powierzchnię blisko 100 ha (1, 05 km2). W strefie leśnej ekotonów największy udział w
jego długości posiadał las wilgotny (47,1%) i bór mieszany świeży (24,8%) a pozostałe typy
siedliskowe lasu, jak las mieszany świeży, ols i las mieszany wilgotny stanowiły odpowiednio
14,2%, 9,1% i 4,7%. Obliczony wskaźnik bioróżnorodności środowiska leśnego [Simpson
1949] wynosił 0,84. Udział upraw leśnych w badanym ekotonie sięgał 14,7%, młodników
16,5%, a drzewostanów w wieku 80-120 lat wynosił 16,5%. Skład florystyczny łąk zachował
cechy łąk trzęślicowych Molinietum medioeuropaeum. Większość łąk jest sporadycznie
koszona, orana i umiarkowanie wypasana [Dubiel 2003]. Rosną tam głownie takie krzewy
jak: tarnina, głóg i trzmielina. Jesienią 2010 na łąkach rozpoczęto budowę odcinka autostrady
A-4, biegnącej wzdłuż badanej strefy ekotonowej.
Badania terenowe prowadzone były od kwietnia do lipca 2009 roku oraz od marca do maja
2010 roku w godzinach porannych i tuż przed zmierzchem. Za każdym razem pokonywano tę
samą trasę poczynając od leśniczówki w Damienicach, poprzez leśniczówkę w Stanisławicach
i z powrotem. W jedną stronę poruszano się odcinkiem łąkowym, a wracano drogą leśna.
Notowano wszystkie ptaki słyszane a przy pomocy lornetki identyfikowano poszczególne
gatunki ptaków. W przypadku derkacza Crex crex i przepiórki Coturnix coturnix stosowano
stymulację głosową z przenośnego odtwarzacza. Łącznie wykonano obserwacje w ciągu 240 dni.
66
TOM III.indd 66
3/9/12 4:48 AM
Skład gatunkowy i liczebność ptaków w ekotonie leśno-polnym...
Lp.
Gatunek
Pary lęgowe/10ha
Dominacja par
lęgowych (%)
1
pokląskwa Saxicola rubetra
5,3
16,1
2
szczygieł Carduelis carduelis
4,0
12,2
3
gąsiorek Lanius collurio
3,6
10,9
4
bażant Phasianus colchicus
2,4
7,4
5
potrzos Emberiza schoeniclus
2,3
7,0
6
trznadel Emberiza citrinella
1,9
5,7
7
skowronek Alauda arvensis
1,9
5,7
8
pliszka siwa Motacilla alba
1,6
4,8
9
kląskawka Saxicola rubicola
1,3
3,9
10
krzyżówka Anas platyrhynchos
1,3
3,9
11
świergotek Anthus trivialis
0,9
2,6
12
potrzeszcz Emberiza calandra
0,7
2,2
13
świerszczak Locustella naevia
0,7
2,2
14
mazurek Passer montanus
0,7
2,2
15
świergotek drzewny Anthus trivialis
0,7
2,2
16
dzwoniec Carduelis chloris
0,7
2,2
17
pliszka żółta Motacilla flava
0,7
2,2
18
srokosz Lanius excubitor
0,7
2,2
19
czajka Vanellus vanellus
0,7
2,2
20
cierniówka Sylvia communis
0,1
0,4
21
sierpówka Streptopelia decaocto
0,1
0,4
22
kukułka Cuculus canorus
0,1
0,4
23
kuropatwa Perdix perdix
0,1
0,4
24
łozówka Acrocephalus palustris
0,1
0,4
25
trzciniak Acrocephalus arundinaceus
0,1
0,4
32,9
100
Razem
Tab. 1 Liczba lęgowych par ptaków gnieżdżących się na łące (70 ha) przyległej do południowej granicy leśnej
Puszczy Niepołomickiej według obserwacji wykonanych od kwietnia do lipca 2009 i od marca do maja 2010.
67
TOM III.indd 67
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Niedziołek, Kinga Wierzbicka, Marta Wojciuch-Płoskonka
Lp.
Gatunek
Pary lęgowe na 10 ha
Dominacja par
lęgowych (%)
1
zięba Fringilla coeleb
18,9
18,8
2
sikora bogatka Parus major
12,0
12,0
3
4
pierwiosnek Phylloscopus collybita
rudzik Erithacus rubecul
11,1
8,6
11,1
8,5
5
kos Turdus merula
7,1
7,1
6
dzięcioł duży Dendrocopos major
5,4
5,4
7
czyż Carduelis spinus
4,3
4,3
8
kapturka Sylvia atricapilla
3,4
3,4
9
trznadel Emberiza citrinella
2,9
2,8
10
wilga Oriolus oriolus
2,6
2,6
11
sikora modraszka Cyanistes caeruleus
2,6
2,6
12
świergotek drzewny Anthus trivialis
2,0
2,0
13
grubodziób Coccothraustes coccothraustes
1,7
1,7
14
grzywacz Columba palumbus
1,7
1,7
15
sójka Garrulus glandarius
1,7
1,7
16
szpak Sturnus vulgaris
1,7
1,7
17
drozd śpiewak Turdus philomelos
1,4
1,4
18
pełzacz ogrodowy Certhia brachydactyla
1,4
1,4
19
piecuszek Phylloscopus trochilus)
1,4
1,4
20
muchołówka szara Muscicapa striata
1,4
1,4
21
świstunka leśna Phylloscopus sibilatrix
1,4
1,4
22
kowalik Sitta europaea
0,9
0,9
23
dzwoniec zwyczajny Carduelis chloris
0,9
0,9
24
pełzacz leśny Certhia familiaris
0,9
0,9
25
dzięcioł czarny Dryocopus martius
0,6
0,6
26
myszołów Buteo buteo
0,6
0,6
27
dzięcioł średni Dendrocopos medius
0,3
0,3
28
29
sikora czarnogłówka Parus montanus
sikora uboga Poecile palustris
0,3
0,3
0,3
0,3
30
krętogłów Jynx torquilla
0,3
0,3
31
gajówka Sylvia borin
0,3
0,3
32
sikora sosnówka Periparus ater
0,3
0,3
100,3
100,0
Razem
Tab. 2. Liczba lęgowych par ptaków gnieżdżących się w leśnej części badanego ekotonu (35 ha) przy południowej granicy
leśnej Puszczy Niepołomickiej według obserwacji wykonanych od kwietna do lipca 2009 i od marca do maja 2010.
68
TOM III.indd 68
3/9/12 4:48 AM
Skład gatunkowy i liczebność ptaków w ekotonie leśno-polnym...
Wyniki
Na terenie obszaru łąkowego badanego ekotonu gnieździło się 25 gatunków ptaków
lęgowych (Tab. 1). Wśród nich 5 gatunków jak: Pokląskwa Saxicola rubetra, szczygieł
Carduelis carduelis, gąsiorek Lanius collurio, bażant Phasianus colchicus oraz potrzos
Emberiza schoeniclus stanowiło 53,6% wszystkich gnieżdżących się tam gatunków. Łącznie
było to 230 par lęgowych co oznacza zagęszczenie 33 par/10 ha łąki. Obliczony wskaźnik
bioróżnorodności Simpsona dla zespołu ptaków bytujących na łące wynosił 0,92. Na badanej
łące gatunkami przelotnymi bądź zalatującymi był m.in.: bocian biały Ciconia ciconia,
myszołów Buteo buteo, błotniak zbożowy Cirrus cyaneus, pustułka Falco tinunnculus,
sierpówka Streptopelia decaocto, grzywacz Columba palumbus, dymówka Hirundo rustica,
kapturka Sylvia atricapilla, piecuszek Phylloscopus trochilus, białorzytka Oenanthe oenanthe,
rudzik Erithacus rubecula, kos Turdus merula, kwiczoł Turdus merula, śpiewak Turdus
philomelos, sikora bogatka Parus major. Zatem łącznie w strefie łąkowej ekotonu wykazano
44 gatunki ptaków lęgowych oraz przelotnych zalatujących.
Liczba gatunków lęgowych na terenach leśnych badanego ekotonu wynosiła 32, a więc była
wyższa gatunków ptaków lęgowych zaobserwowanych w łąkowej części ekotonu (Tab.
2). Do zdecydowanych dominantów należała zięba Fringilla coeleb, bogatka Parus major,
pierwiosnek Phylloscopus collybita, rudzik Erithacus rubecula oraz kos Turdus merula.
W badanym lesie położonym w strefie badanego ekotonu wykazano łącznie 351 par lęgowych
100,3 par/ 10 ha lasu. Obliczony wskaźnik bioróżnorodności Simpsona dla zespołu ptaków
obserwowanych w badanym lesie wynosił 0,915. Na tym terenie gatunkami przelotnymi bądź
zalatującymi były: krogulec Accipiter nisus, dudek Upupa epops, gąsiorek Laniu collurio,
muchołówka białoszyja Ficedula albicollis, szczygieł Carduelis carduelis i wróbel domowy
Passer domesticus. Łącznie w strefie leśnej wykazano 38 gatunków ptaków lęgowych oraz
przelotnych i zalatujących. Zarówno w strefie łąkowej i leśnej badanego ekotonu gnieździły
się m.in.: myszołów Buteo buteo, grzywacz Columba palumbus, świergotek drzewny Anthus
trivialis, kapturka Sylwia atricapilla, piecuszek Phylloscopus trochilus, rudzik Erithacus
rubecula, kos Turdus merula, śpiewak Turdus philomelos, bogatka Parus major, kowalik Sitta
europaea, trznadel Emberiza citrinella, dzwoniec Carduelis chloris.
Dyskusja
W łąkowej części ekotonu stwierdzono występowanie 44 gatunków ptaków, co jest zbliżoną
wartością do innych terenów pozostałych obszarów. Na łąkach w okolicach Rzeszowa
zaobserwowano 41 gatunków [Kawa 1998], a na łąkach w północnej części Puszczy
Niepołomickiej stwierdzono 60 gatunków [Draus 2008]. Na łąkach w okolicach Puszczy
Kampinoskiej zaobserwowano 50 gatunków [Pepłowska-Marczak 2008]. W leśnej części
badanego ekotonu zaobserwowano 38 gatunków ptaków. W innych tego rodzaju siedliskach
liczba ta była podobna. Głowaciński [1975] wykazał obecność 35 gatunków w lasach
grądowych Puszczy Niepołomickiej.
W badanym ekotonie leśno-polnym wykazanie obecności 65 gatunków ptaków jest na tym
terenie wynikiem wysokiej bioróżnorodności siedlisk. Bogactwo gatunkowe na tym terenie
wiąże się prawdopodobnie z dużą wilgotnością siedlisk i obecnością różnych gatunków
owadów stanowiących potencjalną bazę pokarmową wielu gatunków ptaków. Dodatkowo
badany ekoton posiada strukturę stopniowego pochodzenia środowiska leśnego w przyległe do
niego zarośla krzewów, jak tarnina Prunus spinosa, głóg Crataegus sp., trzmielina Euonymus
europaea, bez czarny Sambucus nigra i inne gatunki krzewów. Przeciętnie na 1 km badanego
ekotonu przypada 15,9 kg owoców i nasion krzewów [Wierzbicka, dane niepublikowane].
69
TOM III.indd 69
3/9/12 4:48 AM
Katarzyna Niedziołek, Kinga Wierzbicka, Marta Wojciuch-Płoskonka
Reasumując teren ekotonu leśno-łąkowego można zaliczyć do terenów o dużej liczbie
gatunków ptaków, wśród których można zaobserwować gatunki typowe dla danego siedliska,
pospolite w całym kraju, ale też rzadkie. Prawdopodobnie budowa autostrady A-4 zmieni
charakter siedlisk, gdyż nastąpi osuszenie terenu. Intensywny ruch samochodowy może
zmienić także zasoby potencjalnej bazy pokarmowej dla lokalnej ornitofauny. Ponadto
w obrębie autostrady może wzrosnąć liczba ginących bezkręgowców, jak również płazów
i gryzoni. Dlatego w kolejnych latach jest przewidziany regularny monitoring liczebności
oraz składu gatunkowego ornitofauny bytującej w strefie badanego ekotonu.
Literatura
Dubiel E. 2003. Rośliny naczyniowe Puszczy Niepołomickiej. Wydawnictwo UJ. Kraków.
Draus B. 2008. Waloryzacja przyrodnicza zachodniej części polany Chobot (Puszcza Niepołomicka)
w perspektywie budowy żwirowni na obszarze sieci Natura 2000. Fundacja Wspierania
Inicjatyw Ekologicznych.
Falińska K. 1990. Osobnik, populacja, fitocenoza, PWN Warszawa.
Falińska K. 1991. Plant demography in Vegetation succession. Kluwer Acodemic Publishers.
Gates J.E., Gysel L.W.. 1978. Avian nest dispersion and fledging success in field forest ecotones,
Ecology 59: 871-883.
Głowaciński Z. 1975. Ptaki Puszczy Niepołomickiej. Acta Zool. Cracov. Kraków, 20(1):1-87.
Hansen A.J., di Castri F. 1992. Landscape boundaries: consequences for biotic diversity and
ecological flow. Springer-Verlag.
Kawa P. 1998 Ptaki lęgowe łąk okolic Rzeszowa. Badania nad ornitofauną Ziemi Przemyskiej 6:
99-105.
Pepłowska-Marczak D. 2008. Ptaki łąk i ich ochrona. Praki Narodowe 3: 14-16.
Simpson E.H. 1994. Measurement of diversity Nature 163: 688.
Trojan P. 1978. Ekologia ogólna. PWRiL. Warszawa.
Adres do korespondencji:
Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Bogusław Bobek
70
TOM III.indd 70
3/9/12 4:48 AM
Łukasz Pogoński
EPISTEME
12/2011, t. II
s.71-76
ISSN 1895-4421
Czynniki wpływające na występowanie kornika drukarza
Ips typographus (L.) i rytownika pospolitego Pityogenes
chalcographus (L.) na wywrotach świerkowych w Górach
Bardzkich i Złotych
Factors influencing the appearance of the Ips typographus (L.)
and Pityogenes chalcographus (L.) on Picea abies windfalls in
Bardzkie and Złote Mountains
Abstrakt: W 2008 i 2009 roku, na strzałach wywrotów świerkowych w Górach Bardzkich i Złotych
badano wpływ grubości kory, łyka, miazgi i korka na występowanie Ips typographus (L.) i Pityogenes
chalcographus (L.). Na wywróconych zimą strzałach drzew w jednometrowych sekcjach określano
frekwencję i gęstość zasiedlenia wyżej wymienionych gatunków w relacji do grubości kory, łyka, miazgi
oraz korka. Stwierdzono, że I. typographus nie występował na sekcjach o łyku, które nie przekraczało
grubości 1,51 mm. Występowanie P. chalcographus ograniczała z kolei grubość korka większa niż 4,51
mm. Współczynniki korelacji pomiędzy gęstością zasiedlenia sekcji a średnią grubością kory, łyka
i miazgi oraz korka dla I. typographus (0,464; 0,456; 0,401) i P. chalcographus (-0,455; -0,404; -0,444),
mogą wskazywać na istnienie także innych czynników wpływających na warunki kształtujące obecność
szkodliwych owadów na strzałach powalonych drzew.
Słowa kluczowe: świerk, wywroty, Ips typographus, Pityogenes chalcographus, frekwencja, gęstość
zasiedlenia
Summary: In the years 2008 and 2009, on Picea abies windfalls in Bardzkie and Złote Mountains the
research was made on the influence of the thickness of the bark, phloem, cambium and fellem on the
appearance of Ips typhographus (L.) and Pityogenes chalcographus (L.). On felled in winter trees, in
one meter sections we estimated the frequency and settlement density of these species in relation to the
thickness of the bark, phloem, cambium zone and fellem. We stated that I. typographus did not appear
in sections when the phloem was not thicker than 1,51 mm. The appearance of the P. chalcographus
was restricted by the thickness of the fellem more than 4,51. Correlation factors between the density
of settlement section and the average thickness of the bark, phloem, cambium zone and fellem for
I. typhographus (0,464; 0,456; 0,401) and P. chalcographus (-0,455; -0,404; -0,444) may indicate the
existence of the other factors influencing the conditions creating the appearance of the pernicious insects
on the felled trees.
Key words: spruce, windfalls, frequency, density of settlement
71
TOM III.indd 71
3/9/12 4:48 AM
Łukasz Pogoński
Wstęp
Kornik drukarz Ips typographus (L.) i rytownik pospolity Pityogenes chalcographus (L.)
to jedne z najgroźniejszych szkodników wtórnych w górskich drzewostanach świerkowych.
O ile kornik drukarz występuje na dolnych partiach drzew i w grubszych drzewostanach
[Bilczyński 1974], rytownik pospolity jest gatunkiem związanym głównie z drągowinami
i młodnikami oraz górnymi częściami strzał i gałęziami koron [Ossowska 1990]. Można
zatem przypuszczać, że występują czynniki sprzyjające odmiennemu rozmieszczeniu
tych szkodników na drzewach. Wpływ mogą mieć między innymi: grubość kory, średnica
analizowanych sekcji, lub wielkość ciała chrząszczy [Grunwald 1986, Ossowska 1990].
Określenie stopnia atrakcyjności powalonych drzew oraz czynników wpływających na
zasiedlanie przez szkodniki wtórne, połączone ze znajomością biologii tych owadów jest
kluczowe dla wypracowania skutecznych metod ich zwalczania.
Uwzględniając powyższe przesłanki postawiono hipotezę, że na występowanie kornika
drukarza i rytownika pospolitego na wywrotach świerkowych wpływa: grubość kory, grubość
łyka i miazgi oraz grubość korka.
Badania miały na celu :
• określenie frekwencji i gęstości zasiedlenia w wyróżnionych sekcjach strzał wywrotów
świerkowych przez kornika drukarza i rytownika pospolitego,
• określenie wpływu grubości kory, łyka i miazgi oraz korka na gęstość zasiedlenia
i rozmieszczenie kornika drukarza i rytownika pospolitego.
Materiały i metody
Badania prowadzone były na wywrotach świerkowych w Górach Bardzkich i Złotych na terenie
Nadleśnictwa Bardo Śląskie w latach 2008 i 2009, na 11 powierzchniach zlokalizowanych
w drzewostanach z dominującym udziałem świerka. Obserwacje prowadzono na powalonych
zimą drzewach połączonych systemem korzeniowym z glebą, na jednometrowych sekcjach.
Wysokość wywrotów zawierała się w przedziale 15,6-29,5 m, natomiast pierśnica 23,5-56,6 cm.
Wiosną, po zaobserwowaniu śladów wgryzień pierwszej generacji kornika drukarza
i rytownika pospolitego, pobrano promieniowo po 4 wycinki kory wraz z łykiem z każdej
sekcji na badanych strzałach drzew. Podczas cotygodniowej kontroli zliczano liczbę komór
godowych i chodników macierzystych kornika drukarza i rytownika pospolitego na sekcjach,
co posłużyło do określenia gęstości zasiedlenia sekcji z całego okresu obserwacji. W celu
określenia wpływu grubości kory, łyka i miazgi na gęstość zasiedlenia pomierzono również
nie zasiedlone sekcje strzał.
Podczas prac kameralnych określono frekwencję, wskaźnik gęstości zasiedlenia dla
wszystkich sekcji oraz średnią grubość łyka i miazgi dla każdej sekcji.
W celu określenia zależności między gęstością zasiedlenia sekcji przez kornika drukarza
i rytownika pospolitego a grubością kory, łyka i miazgi oraz korka, obliczono współczynnik
korelacji porządku rang Spearmana.
Pobrane wycinki kory skanowano i wykorzystując program Corel Draw 12 (narzędzie –
wymiary) zmierzono grubość kory, łyka i miazgi oraz korka. Analizy statystyczne wykonano
przy użyciu programu Statistica 9.0
72
TOM III.indd 72
3/9/12 4:48 AM
Czynniki wpływające na występowanie kornika drukarza...
Wyniki
Podczas badań przeanalizowano 408 jednometrowych sekcji strzał na 18 wywrotach świerkowych.
Frekwencja występowania kornika drukarza w sekcjach strzał świerków w 2008 roku wyniosła
88%, a w roku następnym 86 %. Średnia gęstość zasiedlenia wszystkich sekcji pni w roku 2008
kształtowała się na poziomie 1,87 szt./dm2 oraz 2,88 szt./dm2 w roku 2009 r. Rytownik pospolity
osiągnął niższą frekwencję na strzałach niż kornik drukarz, bowiem w roku 2008 wyniosła ona
65% i 60% w roku 2009. Natomiast średnia gęstość zasiedlenia dla tego gatunku była znacznie
wyższa niż dla kornika drukarza i wynosiła 6,95 szt./dm2 w 2008 r. i 5,78 szt./dm2 w 2009 r.
Kornika drukarza stwierdzono pod korą niemal we wszystkich przedziałach jej grubości. Najwyższą
gęstość zasiedlenia tego gatunku obserwowano pod korą średniej grubości (3,51-10 mm). Rzadziej
występował pod korą cienką (do 3,5 mm) oraz najgrubszą (powyżej 10 mm) (ryc. 1a). Rytownik
pospolity zasiedlał sekcje o grubości kory od 2 do 9,5 mm. Najliczniej występował pod cienka korą
(poniżej 4 mm), nielicznie na sekcjach z korą grubą (8,51-9,5 mm). W przedziale grubości kory 4,018,5 mm gęstość zasiedlenia utrzymywała się na stosunkowo stałym poziomie (ryc. 1b).
2
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm )
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm2 )
35
30
25
20
15
3,51-4
3,51-4
4,01-4,5
4,01-4,5
4,51-5
5,01-5,5
Grubość kory (mm)
Grubość kory (mm)
4,51-5
5,01-5,5
6,51-7
5
3,01-3,5
7,01-7,5
10
2,51-3
3,01-3,5
5,51-6
0
2,51-3
6,01-6,5
-5
-10
12
8
10
6
4
2
0
-2
2,01 -2,5
2,01-2,5
5,51-6
6,01-6,5
6,51-7
7,01-7,5
7,51-8
7,51-8
8,01-8,5
8,01-8,5
8,51-9
8,51-9
9,01-9,5
9,01-9,5
9,51-10
9,51-10
10,01-10,5
10,01-10,5
Ryc. 1. Gęstość zasiedlenia sekcji wywrotów świerkowych przez kornika drukarza I. typographus (a po lewej) i rytownika pospolitego P. chalcographus (b - po prawej) w zależności od grubości kory.
Rytownik pospolity wykazywał znacznie większą od kornika drukarza gęstość zasiedlenia na
sekcjach, których grubość korka była mniejsza niż 1,5-2 mm (ryc. 2b). Na sekcjach o grubości korka
od 4,51 mm do 6 mm rytownik pospolity nie występował. Kornik drukarz najchętniej występował
pod korkiem o grubości od 2,01 mm do 5,5 mm, mniej licznie pod cienkim i grubym (ryc. 2a).
Gęstość zasiedlenia sekcji wywrotów świerkowych przez kornika drukarza i rytownika pospolitego
zmieniała się w zależności od średniej grubości łyka i miazgi. Kornika drukarza nie stwierdzono
w łyku o grubości poniżej 1,51 mm. Liczniej jego żerowiska pojawiały się dopiero w łyku
o grubości powyżej 2 mm. Gęstości zasiedlenia sekcji przez ten gatunek wzrastały wraz ze
wzrostem grubości łyka i miazgi (ryc. 2a). Rytownik pospolity występował najliczniej w łyku
o grubości do 3 mm, wraz ze wzrostem jego grubości gęstość zasiedlenia zmniejszała się (ryc. 2b).
Gęstość zasiedlenia była średni skorelowana [Kasprzak, Niedbała 1981] z grubością kory, łyka i miazgi
oraz korka, zarówno w przypadku kornika drukarza jak i rytownika pospolitego (tab. 1).
73
TOM III.indd 73
3/9/12 4:48 AM
Łukasz Pogoński
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm2 )
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm2 )
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
1,51-2
1,51-2
1,01-1,5
1,01-1,5
0,51-1,0
0,51-1,0
3,01-3,5
3,01-3,5
2,51-3
3,51-4
3,51-4
Grubo śćkorka (mm)
2,01-2,5
2,51-3
Gruboś ć korka(mm )
2,01-2,5
4,51-5
4,51-5
4,01-4,5
4,01-4,5
5,51-6
5,51-6
Ryc. 2. Gęstość zasiedlenia sekcji wywrotów świerkowych przez kornika drukarza I. typographus (a)
i rytownika pospolitego P. chalcographus (b) w zależności od grubości korka.
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm2 )
30
25
20
15
5
0
-5
10
8
6
4
2
0
-2
10
Średnia gęstość zasiedlenia (szt./dm2 )
Grubość łyka i miazgi (mm)
1,01-1,5 1,51-2 2,01-2,5 2,51-3 3,01-3,5 3,51-4 4,01-4,5 4,51-5 5,01-5,5
Grubość łyka i miazgi (mm)
1,01-1,5 1,51-2 2,01-2,5 2,51-3 3,01-3,5 3,51-4 4,01-4,5 4,51-5 5,01-5,5
Ryc.3. Gęstość zasiedlenia sekcji wywrotów świerkowych przez kornika drukarza I. typographus (a)
i rytownika pospolitego P. chalcographus (b) w zależności od grubości łyka i miazgi.
Dyskusja i wnioski
Uzyskane wyniki dotyczące frekwencji występowania i gęstości zasiedlenia kornika drukarza
i rytownika pospolitego na strzałach powalonych świerków dowodzą, iż stanowią one
doskonały materiał lęgowy dla tych szkodników.
Stwierdzone wartości ekologicznych wskaźników frekwencji występowania i gęstości
zasiedlenia są zbliżone do podawanych przez Capeckiego [1978], Grodzkiego [2003]
74
TOM III.indd 74
3/9/12 4:48 AM
Czynniki wpływające na występowanie kornika drukarza...
i Grodzkiego i in. [2006, 2008]. Należy zauważyć, że wysokie wskaźniki frekwencji
i gęstości zasiedlenia dla kornika drukarza wykazane w Górach Bardzkich i Złotych, znajdują
potwierdzenie w obserwacjach Grodzkiego [1996], który zwraca uwagę na wysoką liczebność
populacji tego szkodnika w Sudetach Zachodnich.
Czynnikiem ograniczającym występowanie kornika drukarza a jednocześnie sprzyjającym
rytownikowi pospolitemu może być grubość kory. Niewielka wysokość ciała tego gatunku
sprawia, że może on zasiedlać partie części strzał niedostępne dla większego kornika drukarza,
co może wyjaśniać wysokie gęstości zasiedlenia rytownika pospolitego pod cienką korą
i w łyku mniejszych grubości. Ossowska [1990] badając zasiedlenie świerków w drzewostanach
krynickich stwierdziła występowanie rytownika pospolitego pod korą o grubości 1-7,5 mm,
podobne wielkości odnotował Grünwald [1986]. Szersze spektrum pomiarowe w Górach
Bardzkich i Złotych pokazuje, że ten gatunek występuje również pod kora grubszą, jednak
wówczas mniejsza jest jego gęstość zasiedlenia. Świadczy to o dużej plastyczności tego
szkodnika, na co również zwracali uwagę Grünwald [1986] i Grodzki [1996]. Grünwald
[1986] przyjmuje, że minimalna grubość kory jaka jest potrzebna kornikowi drukarzowi
do rozwoju wynosi 2,5 mm. W drzewostanach Gór Bardzkich i Złotych owad ten wystąpił
w przedziale kory cieńszej (2-2,5 mm), jednak z niewielką gęstością zasiedlenia [0,04 szt./
dm2). Bardziej licznie zasiedlał sekcje gdy grubość kory osiągała 3,5-4 mm.
Cecha
Grubość kory (mm)
Grubość łyka i miazgi (mm)
Grubość korka (mm)
Ips typographus
Pityogenes chalcographus
Gęstość zasiedlenia sekcji (szt./dm2)
0,464
-0,455
N=408
N=408
0,456
-0,404
N=408
N=408
0,401
-0,444
N=408
N=408
Tab. 1. Współczynnik korelacji porządku Rang Spearmana między grubością kory, łyka i miazgi,
korka a gęstością zasiedlenia sekcji przez kornika drukarza I. typographus i rytownika pospolitego P.
chalcographus, * wartości pogrubione są istotne statystycznie na poziomie 0,05
Franceschi i in. [1998] podaje, że żerowisko kornika drukarza niszczy warstwy łyka, kambium
oraz niektóre wierzchnie warstwy drewna. Dlatego czynnikiem lepiej obrazującym występowanie
tego gatunku może być grubość łyka. Według Pfeffera [1994] najkorzystniejsza grubość łyka
dla rozwoju kornika drukarza wynosi 3 mm i więcej. W drzewostanach Nadleśnictwa Bardo
Śląskie gatunek ten występował licznie w łyku o grubości 2,01-5,5 mm. Najwyższe średnie
gęstości zasiedlenia zaobserwowano w łyku z przedziałów 4,01-4,5 mm i grubszych. Rytownik
pospolity najchętniej zasiedlał łyko o grubości do 3 mm. Wraz ze wzrostem jego grubości gęstość
zasiedlenia tego gatunku malała. Można zatem przypuszczać, że przegrywa on konkurencję
z kornikiem drukarzem o bazę lęgową na pniach o grubszym łyku. Według Capeckiego [1978]
w przypadku masowego występowania szkodników, strefy ich występowania wzajemnie się
przenikają, wówczas owady większe (I. typographus) zmuszają pozostałe (P. chalcographus),
do zasiedlania miejsc mniej odpowiadających rozwojowi.
75
TOM III.indd 75
3/9/12 4:48 AM
Łukasz Pogoński
Grünwald [1986] badając wywroty świerkowe stwierdza korelacje między grubością kory a gęstością
zasiedlenia, zarówno dla kornika drukarza (r=0,308; p<0,01) jak i rytownika pospolitego (r=0,301; p<0,01). W Górach Bardzkich i Złotych gęstość zasiedlenia sekcji jest średnio skorelowana
z grubością kory, łyka i miazgi oraz korka dla obu gatunków. Może to wskazywać na większe
zróżnicowanie czynników wpływających na występowanie tych szkodników na pniach drzew oraz
dużą plastyczność tych gatunków (Grodzki 1996, Grünwald 1986).
Literatura
Bilczyński S., 1974. Szkodniki wtórne drzew iglastych. PWRLiL, Warszawa.
Capecki Z., 1978: Badania nad owadami kambio- i ksylofagicznymi rozwijającymi się w górskich
lasach świerkowych uszkodzonych przez wiatr i okiść. Prace Inst. Bad. Leś. 563: 37-117.
Franceschi V.R., Krekling T., Berryman A.A., Christiansen E. 1998. Specialized phloem parenchyma
cells in Norway spruce (Pinaceae) bark are an important site of defense reactions. American
Journal of Botany, 85:601-615.
Grodzki W. 1996. Występowanie rytownika pospolitego Pityogenes chalcographus (L.)
w świerczynach Sudetów Zachodnich. Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa, ser. B 28: 63-69.
Grodzki W. 2003. Wpływ syntetycznych feromonów na zasiedlenie drzew pułapkowych przez
rytownika pospolitego Pityogenes chalcographus (L.) (Col.: Scolytidae). Sylwan, 11: 54-60.
Grodzki W. Loch J., Armatys P. 2006. Występowanie kornika drukarza Ips typographus (L.)
w uszkodzonych przez wiatr drzewostanach świerkowych masywu Kudłonia w Gorczańskim
Parku Narodowym. Ochrona Beskidów Zachodnich, 1: 125-137
Grodzki W., Kosibowicz M., Mączka T. 2008. Skuteczność wystawiania pułapek feromonowych na
w sąsiedztwie wiatrowałów i wiatrołomów. Prace Inst. Bad. Leśn, 69: 365-370.
Grünwald M. 1986. Ecological segregation of bark beetles (Coleoptera, Scolytidae) of spruce.
Z. angew. Ent., 101: 176-187.
Kasprzak K., Niedbała W. 1981. Wskaźniki biocenotyczne stosowane przy porządkowaniu i analizie
danych w badaniach ilościowych (red.) Górny M., Grüm L. Metody stosowane w zoologii gleby.
PWN, Warszawa.
Ossowska M. 1990. Biologia i ekologia Pityogenesa chalcographus ego. Las Polski, 7:12-13.
Pfeffer A. 1994. Vzniku kurovcově kalamity. Kůrovcovă kalamita: přičiny, rozsah, ochrana. BRNO
ŬNOR, 38-43.
Adres do korespondencji:
Łukasz Pogoński
Katedra Ochrony Lasu i Klimatologii Leśnej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 46, 31-425 Kraków
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Wojciech Ząbecki
76
TOM III.indd 76
3/9/12 4:48 AM
Anna Przystupińska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.77-82
ISSN 1895-4421
PREFERENCJE SIEDLISKOWE BOBRÓW W BORACH DOLNOŚLĄSKICH
Habitat selection of beavers in Bory Dolnośląskie Forest
Abstrakt: Prace zostały wykonane w Nadleśnictwie Ruszów położonym w południowo – zachodniej części
Borów Dolnośląskich. Powierzchnia leśna nadleśnictwa wynosi 17,8 tys. ha, w których dominują bór świeży
i bór mieszany wilgotny zajmujące odpowiednio 44,0% i 30% lasów. Siedliska liściaste reprezentowane przez
ols, las wilgotny i las łęgowy obejmują łącznie 1,3% powierzchni leśnej. Głównym gatunkiem lasotwórczym
jest sosna (93,9%), a w strukturze wiekowej drzewostanów dominuje III klasa wieku (42,7%). W latach 2002
– 2003 na teren Nadleśnictwa wprowadzono 12 rodzin bobrzych. Badania dotyczące występowania bobrów
wykonano w roku 2010, lokalizując 18 stanowisk bobrów. Na podstawie map leśnych dla każdego stanowiska
określono typ siedliskowy lasu, gatunki panujące i klasę wiekową drzewostanów. Proporcje poszczególnych
kategorii lasu traktowano jako dostępność siedlisk, a proporcje stanowisk bobrowych w kategoriach lasu jako
wykorzystanie danego siedliska. Testem Bailey’a weryfikowano statystyczną istotność uzyskanych wyników.
Bobry preferowały ols, las wilgotny i las łęgowy, a pozostałe typy siedliskowe lasu były użytkowane losowo.
Preferowanymi gatunkami lasotwórczymi była topola i jesion. Zwierzęta unikały drzewostanów sosnowych,
a pozostałe gatunki panujące były wykorzystywane losowo. Wszystkie klasy wiekowe drzewostanów były
wykorzystywane losowo.
Słowa kluczowe: bobry, Nadleśnictwo Ruszów, siedliska leśne
Summary: Data were collected in Ruszów Forest District that is situated in South western part of Bory
Dolnośląskie Forest. Forest District Ruszów covers 17,8 thousands ha of woodland in which fresh coniferous
forest (Leucobryo Pinetum) and moist mixed coniferous forest occupy 44,0% and 30,0% of the land
respectively. Deciduous forest (moist and wet sites) cover only 1,3% of this woodland . The dominant tree
species is Scotch pine Pinus silvestris constituting 93,3% composition of all tree species. The main age class
(40-60 years) covers 42,7% of the total forest area. During 2002-2003, 12 pairs of beavers was introduced in
Ruszów Forest District. Research on beaver distribution were carried out in 2010. In the whole study area 18
beaver colonies was located. Using forest maps, for each location forest type, age class of forest and dominant
tree species were determined. It was assumed that proportion of each forest category in the study area is
availability of forest habitats. Proportion of categories in which beavers were located were treated as habitat
use. Statistical significance of the obtained results were calculated by Bailey test. According to this test the
beavers preferred alder forest, moist deciduous and wet deciduous forest. Forest where poplar and ash tree
were dominant tree species were preferred by beavers. The animals avoided pine forest. The other dominant
tree species and all age class forest were used by beavers randomly.
Key words: beavers, Forest District Ruszów, forest sites
77
TOM III.indd 77
3/9/12 4:48 AM
Anna Przystupińska
Wstęp
Odbudowa populacji bobra (Castor fiber L. 1758) w Polsce zakończyła się spektakularnym
sukcesem. Bezpośrednio po II wojnie światowej obszar Polski w nowych granicach był
zasiedlony przez około 200 osobników [Żurowski 1980, 1984, Kostecka i in. 2005]. Zwierzęta
występowały w dorzeczu Pasłęki na Mazurach. Utworzenie przez profesora W. Żurowskiego
zamkniętej hodowli bobra w Stacji Terenowej PAN w Popielnie spowodowało wprowadzenie
wyhodowanych tam bobrów na tereny Polski północno-wschodniej a następnie w dorzecze
Wisły i Odry. W roku 2000 liczbę bobrów szacowano na 18 tysięcy [Czech 2000], zaś
w 2005 podawano liczebność 21 tys. zwierząt [Kostecka i in. 2005], które spowodowały
istotny konflikt z człowiekiem. Problemem stało się podtapianie łąk, lasów, osłabienie wałów
przeciwpowodziowych, zalewanie dróg jak również szkody w drzewostanach- zwłaszcza na
uprawach leśnych [Czech, 2000].
W latach 2002-2003 wprowadzono na teren Nadleśnictwa Ruszów 12 par bobrzych. Dlatego
celem niniejszej pracy była lokalizacja stanowisk bobrów na tym terenie po okresie 8 lat od
wykonania reintrodukcji oraz charakterystyka preferowanych siedlisk leśnych przez ten gatunek.
Materiał i metody
Obszar Nadleśnictwa Ruszów wchodzi w skład Borów Dolnośląskich, które są jednym
z największych zwartych kompleksów leśnych w Europie Środkowej, a ich powierzchnia
leśna wynosi około 165 tys. ha. Teren Borów Dolnośląskich pokrywa sieć rzek, z których
najważniejsze to Nysa Łużycka stanowiąca zachodnią granicę państwa oraz Kwista, Bóbr
i Szprotawa [Płaksej 2007]. Głównym typem siedliskowym lasu są tutaj siedliska boru
świeżego i boru mieszanego wilgotnego, które stanowią odpowiednio 44,0 i 30,0 procent
powierzchni tego kompleksu leśnego. Udział siedlisk liściastych jest znikomy, gdyż olsy, las
wilgotny i las łęgowy sięga około 1,3%. Dominują tutaj drzewostany będące w wieku 40-60
lat, które pokrywają 42,7% powierzchni leśnej tego kompleksu leśnego. Drzewostany w wieku
do 20 lat oraz w wieku powyżej 100 lat stanowią odpowiednio 12,7 i 6,1% powierzchni leśnej.
Podstawowym gatunkiem lasotwórczym jest sosna, której udział w drzewostanach sięga 93,9%.
Gatunki liściaste posiadają niewielki udział, w którym najważniejsza jest brzoza (3,3% udziału).
Obecna gospodarka leśna dąży do zwiększenia udziału liściastych gatunków lasotwórczych,
trwają również prace nad zlikwidowaniem negatywnych skutków osuszania terenu, który
nastąpił w ubiegłym wieku na skutek budowy sieci rowów melioracyjnych.
W roku 2010 zebrano informacje dotyczące lokalizacji 18 stanowisk bobrów w Nadleśnictwie
Ruszów. Przy pomocy map leśnych określono typ siedliskowy lasu, wiek drzewostanów oraz udział
gatunków panujących w miejscach gdzie znajdowały się stanowiska bobrowe. W celu określenia
preferencji każdej z wymienionych powyżej kategorii lasu, proporcje typów siedliskowych lasu,
klasy wiekowe drzewostanów oraz udział gatunków panujących w nadleśnictwie traktowano jako
dostępność siedlisk (A), natomiast proporcje siedlisk, w których wykryto stanowiska bobrów jako
ich wykorzystanie (B). Iloraz B/A był wskaźnikiem preferencji (wartość większa niż 1,0) lub
unikania (wartość mniejsza niż 1,0) danej kategorii lasu przez bobry. Statystyczną istotność tych
wyników testowano zgodnie z postulatami Cherry`ego [Cherry 1998] poprzez wyznaczenie 95%
przedziałów ufności Bailey`a [Bailey 1980].
Jeśli dostępność danej kategorii lasu mieściła się w obrębie wyznaczonych przedziałów ufności
to oznaczała losowe wykorzystanie przez bobry badanej kategorii lasu. Jeśli dostępności
danej kategorii były wyższe od górnej granicy przedziałów ufności to taka kategoria lasu
78
TOM III.indd 78
3/9/12 4:48 AM
Preferencje siedliskowe bobrów w borach dolnośląskich
była przez bobry unikana. Natomiast jeśli dostępność siedliska była niższa od dolnej granicy
przedziałów ufności to siedlisko było przez bobry preferowane.
Brzoza ścięta przez bobry oraz miejsce żerowania bobrów w Nadleśnictwie Ruszów
(fot. A. Przystupińska)
Wyniki
Na terenie Nadleśnictwa Ruszów zlokalizowano łącznie 18 stanowisk bobra. Najwięcej
stanowisk wykryto w borze mieszanym wilgotnym (n= 5) oraz w lesie łęgowym (n= 5) (Tab.
1.). Stanowiska bobrów znajdowały się głównie w drzewostanach będących w wieku 40 – 60
lat (n = 9) oraz będących w wieku 20- 40 lat (n= 5) (Tab. 2.). W drzewostanach sosnowych
zlokalizowanych zostało 8 stanowisk bobra (Tab. 3.). Wskaźnik preferencji stanowisk bobrów
względem typów siedliskowych lasu wskazuje, iż bobry preferowały bór mieszany świeży,
ols, las wilgotny i las łęgowy. Jednakże test Bailey`a wykazał, iż preferencja boru mieszanego
świeżego nie była statystycznie istotna i ten typ siedliskowy lasu był przez bobry wybierany
losowo. Podobnie trzy pozostałe typy siedliskowe lasu (bór wilgotny, bór mieszany wilgotny
i bór świeży), chociaż posiadały wskaźnik preferencji poniżej jedności, były sklasyfikowane
przez test Bailey`a jako typy siedliskowe lasu kolonizowane przez bobry losowo (Tab. 1.).
W przypadku klas wiekowych żadna z nich nie była istotnie preferowana bądź unikana.
Wskaźnik preferencji powyżej jedności wykazano dla drzewostanów będących w wieku od
20 -80 la, jednak nie była to preferencja statystycznie istotna (Tab. 2.).
Dla gatunków panujących wyniki obliczeń wykazały unikanie drzewostanów sosnowych,
które zostało potwierdzone testem Bailey`a. Dla pozostałych gatunków panujących wskaźniki
preferencji były powyżej jedności, jednakże statystycznie istotną preferencje wykazano
jedynie dla drzewostanów jesionowych i topolowych. Drzewostany olszowe, dębowe
i brzozowe były przez zwierzęta wykorzystane losowo.
79
TOM III.indd 79
3/9/12 4:48 AM
Anna Przystupińska
Typ
siedliskowy
Dostępność
siedliska [ha]
Udział typu
siedliskowego
(A)
Liczba
stanowisk
Udział
stanowisk (B)
Dolna
granica
Górna
granica
Preferencja
Wskaźnik
preferencji
(B/A)
Przedziały ufności
BW
2571,27
0,165
1
0,056
0,009
0,336
0
0,339
BMW
4656,25
0,300
5
0,278
0,043
0,595
0
0,927
Bśw
6842,80
0,440
3
0,166
0,007
0,478
0
0,377
BMśw
1270,09
0,082
2
0,110
0,000
0,411
0
1,341
OL
84,59
0,005
1
0,056
0,009
0,336
+
11,2
LW
7,88
0,001
1
0,056
0,009
0,336
+
56,0
LŁ
106,18
0,007
5
0,278
0,043
0,595
+
39,7
Razem
15539,06
1,00
18
1,00
Tab. 1. Preferencje siedliskowe bobrów względem typów siedliskowych lasu w Nadleśnictwie Ruszów
Udział klas
wieku (A)
Liczba
stanowisk
Udział
stanowisk
(B)
Preferencja
Wskaźnik
preferencji
(B/A)
1859,62
0,127
1
0,056
0,007
0,326
0
0,441
II
3581,64
0,244
5
0,278
0,050
0,585
0
1,139
III
6247,49
0,427
9
0,500
0,181
0,777
0
1,171
IV
2056,49
0,141
2
0,110
0,000
0,401
0
2,844
VI
899,08
0,061
1
0,056
0,007
0,326
0
0,918
Razem
14644,32
1,00
18
1,00
Górna
granica
Dostępność
klas wieku
[ha]
I
Dolna
granica
Klasa
wiekowa
Przedziały ufności
Tab. 2. Preferencje siedliskowe bobrów względem klas wiekowych drzewostanu na terenie Nadl. Ruszów
Gatunek
panujący
Dostępność
gatunku [ha]
Udział
gatunku (A)
Liczba
stanowisk
Udział
stanowisk
(B)
Dolna
granica
Górna
granica
Preferencja
Wskaźnik
preferencji
(B/A)
Przedziały ufności
Ol
231,03
0,014
3
0,166
0,008
0,473
0
11,8
So
15281,00
0,939
8
0,446
0,137
0,738
-
0,475
Tp
5,70
0,002
3
0,166
0,008
0,473
+
83,0
80
TOM III.indd 80
3/9/12 4:48 AM
Preferencje siedliskowe bobrów w borach dolnośląskich
Js
2,92
0,001
1
0,056
0,008
0,332
+
56,0
Db
175,94
0,011
1
0,056
0,008
0,332
0
5,091
Brz
537,09
0,033
2
0,110
0,000
0,407
0
3,334
Razem
16233,68
1,00
18
1,00
Tab. 3. Preferencje siedliskowe bobrów względem struktury gatunkowej drzewostanu na terenie Nadl.
Ruszów, Znak „+” oznacza preferowanie danej kategorii lasu, znak „-”; unikanie; a znak „0” oznacza
losowe wykorzystanie danej kategorii.
Dyskusja i wnioski
Jest logiczne, iż z 18 wykrytych stanowisk bobrów w Nadleśnictwie Ruszów większość
stanowisk (n= 13) było położone w wilgotnych siedliskach leśnych. Znaczne uwodnienie
tych siedlisk oznacza liczne cieki wodne, które pozwoliły zwierzętom na budowę tam
i zakładanie kolonii. Chociaż siedliska kolonizowane przez bobry (bór wilgotny, bór
mieszany wilgotny, ols, las wilgotny i las łęgowy) posiadały pewien stopień nasycenia wodą
to z pewnością zasiedlenia tych terenów przez bobry podniosło tam poziom wody gruntowej.
Ważniejsze znaczenie dla zwiększenia stopnia uwodnienia terenu miało kolonizowanie
przez bobry siedliska boru świeżego i boru mieszanego świeżego, a więc siedlisk, których
stopień uwodnienia nie jest zbyt wysoki. Preferowanie przez bobry olsów, lasu wilgotnego
oraz lasu łęgowego wiązało się nie tylko z łatwiejszym dostępem do cieków wodnych lecz
było prawdopodobnie związane z liściastymi gatunkami stanowiącymi potencjalną bazę
pokarmową. Również w Nadleśnictwie Lubichowo bobry preferowały siedliska olsu i olsu
jesionowego [Przystupińska i in. 2009].
Trudno jest wyjaśnić brak preferencji bądź unikania przez bobry poszczególnych klas
wiekowych drzewostanów, lecz podobne zjawisko było obserwowane na Pomorzu Gdańskim
[Przustupińska i in. 2009]. Prawdopodobnie ważniejsze do zasiedlenia są stosunki wodne
danego terenu, które nie były związane z określoną klasą wiekową drzewostanów. Według
Szneidera i in. (2009) w Nadleśnictwie Lubichowo żerowanie bobrów dotyczyło wszystkich
klas wiekowych drzewostanów w pasie o długości 1-4 km i szerokości 200-300 m.
Wykazanie, iż bobry preferują drzewostany gdzie gatunkami panującymi są topole i osiki
wiąże się ze zwyczajami pokarmowymi bobrów, których ulubiony pokarm stanowią pędy
gatunków liściastych [Czech 2000]. Jednak jeśli dostępność niektórych gatunków jest zbyt
niska bobry kierują swoje preferencje pokarmowe na gatunki bardziej dostępne i żerują na
takich gatunkach jak olcha i brzoza [Przystupińska i in. 2009], które w niniejszej pracy nie
były preferowane. Wykonanie inwentaryzacji siedlisk bobrowych w Nadleśnictwie Ruszów
nie daje informacji o liczebności populacji na tym terenie. Jeśli założy się, że roczny przyrost
reintrodukowanej liczebności 24 bobrów wyniósł 20% rocznie [Żurowski, Kasperczyk 1988]
to obecna populacja bobra w Nadleśnictwie Ruszów powinna wynosić około 90 osobników
czyli 5 bobrów na jedno stanowisko.
Prawdopodobnie założenie przez bobry koloni w Nadleśnictwie Ruszów spowoduje, iż w sąsiedztwie
bytowania bobrów nastąpią zmiany składu gatunkowego flory i fauny. Większe uwodnienie terenów
zasiedlonych przez bobry może spowodować zmianę borowych siedlisk leśnych na siedliska
boru mieszanego bądź lasu mieszanego. Reasumując obecna liczebność bobrów w Nadleśnictwie
Ruszów ma pozytywny charakter gdyż zwiększa bioróżnorodność środowiska, podnosi poziom wód
gruntowych i zmniejsza zagrożenie pożarowe środowiska leśnego.
81
TOM III.indd 81
3/9/12 4:48 AM
Anna Przystupińska
Literatura
Bailey B. J. R. 1980. Large sample simultaneous confidence intervals for the multinominal
probabilities based on transformation of the cell frequencies. Technometrics 22: 583- 589.
Cherry S. 1998. Statistical tests in publications of The Wildlife Society. Wildlife Society Bulletin 26:
947- 953.
Czech A. 2000. Bóbr. Monografie przyrodnicze. Wydawnictwo Lubuskiego Klubu Przyrodników,
Świebodzin.
Kostecka J., Pączka G., Mucha J. 2005. Bóbr (Castor fiber) w rejonie Rzeszowa i możliwości
włączenia młodzieży w obserwację nad jego rozprzestrzenianiem się. Zeszyty Naukowe Nr
06/2005
Płaksej A. 2008. Charakterystyka środowiska przyrodniczego w Regionalnej Dyrekcji Lasów
Państwowych we Wrocławiu. W: Bobek B, Mikoś J.,Wasilewski R. (eds). Gospodarka Łowiecka
i Ochrona Dzikich Zwierząt na Pomorzu Gdańskim. Polskie Towarzystwo Leśne, Regionalna
Dyrekcja Lasów Państwowych w Gdańsku. Gdańsk 2009.
Przystupińska A., Szneider B., Popławski Z. 2008. Występowanie bobrów na terenie Regionalnej
Dyrekcji Lasów Państwowych w Gdańsku. W: Bobek B, Mikoś J.,Wasilewski R. (eds).
Gospodarka Łowiecka i Ochrona Dzikich Zwierząt na Pomorzu Gdańskim. Polskie Towarzystwo
Leśne, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w Gdańsku. Gdańsk 2009.
Szneider B.,Aszyk M., Kistowski M. 2008. Wpływ populacji bobra europejskiego (Castor fiber
L.) na drzewostany w Nadleśnictwie Lubichowo. W: Bobek B, Mikoś J.,Wasilewski R. (eds).
Gospodarka Łowiecka i Ochrona Dzikich Zwierząt na Pomorzu Gdańskim. Polskie Towarzystwo
Leśne, Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w Gdańsku. Gdańsk 2009.
Żurowski W. 1980. Bóbr europejski w Polsce. Przegl. Hod. 11: 18- 23
Żurowski W. 1984. Odbudowa populacji bobra europejskiego (Castor fiber L.) w Polsce drogą
reintrodukcji. Sympozjum Łowieckie z okazji 60-lecia Polskiego Zwiazku Łowieckiego. Wyd.
AGH, Kraków: 54- 60
Żurowski, Kasperczyk 1988. Effects of reintroduction of European Beaver in the lowlands of the
Vistula basin. Acta Theriologica 33: 325- 338.
Adres do korespondencji:
Anna Przystupińska
Instytut Biologii, Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podchorążych 2, 30-084 Kraków
e-mail: [email protected]
82
TOM III.indd 82
3/9/12 4:48 AM
Paulina Sygulska
Alicja Słupska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.83-88
ISSN 1895-4421
ZRÓŻNICOWANIE SEKTORA LEŚNEGO W POLSCE NA TLE KRAJÓW
OŚCIENNYCH
DIVERSITY OF FORESTRY SECTOR IN POLAND IN COMPARISON TO
NEIGHBOURING COUNTRIES
Abstrakt: Celem opracowania jest analiza zasobowa sektora leśnego w Polsce na tle krajów sąsiadujących.
W pracy podjęto próbę wykorzystania wielokryterialnej metody PERKALA do oceny sektora leśnego
Polski i krajów ościennych. Syntetyczną ocenę stanu zasobów przeprowadzono w oparciu o zespół
wybranych cech diagnostycznych. Podstawowym źródłem danych statystycznych były publikacje
Głównego Urzędu Statystycznego. Zastosowana metoda pokazała istotne zróżnicowanie w zakresie
stanu ilościowego badanych zasobów analizowanych krajów.
Słowa kluczowe: sektor leśny, metoda PERKALA, analiza zasobowa, kraje ościenne
Summary: The aim of study is analysis of reserve forest sector in Poland on background of country
neighboring. It take attempt of utilization in work for estimate of forest sector and neighboring countries
Perkal’s method. It carry synthetic estimate of state of stock in foothold about group of chosen diagnostic
feature. Publications of main statistic offices were basic source of statistic data. Employed method has
showed important disparity in range of quantitative condition of researched stock of analyzed country.
Key words: Forest sector, Perkal’s method, reserve analysis, neighboring countries
83
TOM III.indd 83
3/9/12 4:48 AM
Paulina Sygulska, Alicja Słupska
Wstęp
Lasy stanowią istotny element środowiska zarówno w Polsce, jak i w krajach sąsiednich. Od
Szczytu Ziemi w Rio de Janeiro w 1992 roku, coraz częściej patrzy się na nie przez pryzmat
wielofunkcyjności, w tym szczególnie ich bogatej różnorodności biologicznej [Przybylski
1997]. Oprócz ważnej funkcji produkcyjnej lasów duży nacisk kładzie się obecnie na
pozaprodukcyjne zadania, jak społeczne czy ekologiczne, które kształtują jakość życia
człowieka. Świadczą o tym m. in. liczne publikacje organizacji międzynarodowych takich jak
FAO czy Europejskiego Urzędu Statystycznego [Forestry … 2007, State … 2009].
Celem niniejszej pracy jest próba wykorzystania wielokryterialnej metody Perkala do oceny
sektora leśnego Polski oraz krajów ościennych, pod względem możliwości realizacji funkcji
produkcyjnych, społecznych i ekologicznych. Do analizy wybrano sześć cech diagnostycznych,
od których według autorek opracowania zależą przytoczone funkcje lasów. Ocenie poddano
sześć spośród siedmiu państw ościennych. W badaniach nie uwzględniono Federacji Rosyjskiej,
ze względu na brak danych dotyczących europejskiej części sektora leśnego tego kraju.
Metodyka pracy i materiały źródłowe
Do przedstawienia zróżnicowania sektora leśnego w Polsce oraz w krajach ościennych
posłużono się metodą Perkala [Kukuła 2000]. Analizę oparto na danych statystycznych
Głównego Urzędu Statystycznego – Rocznika Statystycznego Leśnictwa [Informancje …
2010], z którego wybrano sześć cech diagnostycznych tj.:
X1 – pozyskanie drewna (m3·ha-1 ·rok-1)
X2 – powierzchnia lasów na jednego mieszkańca (ha)
X3 – procentowy udział lasów w całkowitej powierzchni kraju – lesistość (%)
X4 – zapas węgla w biomasie drzewnej (t·ha-1)
X5 – udział lasów należących do Skarbu Państwa w ogólnej powierzchni lasów (%)
X6 – powierzchnia lasów FSC w ogólnej powierzchni lasów (%)
Wszystkie zmienne diagnostyczne zakwalifikowano do grupy stymulant.
Wyznaczanie wartości syntetycznego miernika wymagało wcześniejszej normalizacji
zmiennych tj. doprowadzenia ich do wzajemnej porównywalności. Przeprowadzono ją przy
pomocy unitaryzacji zerowanej wg następującej formuły:
x ij − min x ij
max x ≠ min x
z ij =
ij
ij
max x ij − min x ij przy założeniu
Po dokonaniu przekształcenia wszystkie zmienne znormalizowane (zij) przyjmują wartości
z przedziału (0;1) [Kukuła 2000]. Po takim zabiegu różnoimienne dane stają się porównywalne
i można je sumować. Zgodnie z metodą Perkala możliwe jest wagowanie zestandaryzowanych
cech bądź uznanie, że wszystkie cechy są równoważne.
W przedstawionej pracy przyjęto założenie o równoważności wszystkich cech, stąd wskaźnik
Perkala obliczono z następującego wzoru:
Wp = (XS1+ XS2+…+ XSi)/n
gdzie n – liczba cech składających się na tworzony wskaźnik agregatowy
84
TOM III.indd 84
3/9/12 4:48 AM
Zróżnicowanie sektora leśnego w Polsce na tle krajów ościennych
Obiekt, dla którego uzyskano wartość zero charakteryzuje się najgorszym stanem omawianego
zjawiska, natomiast wartość jeden odnosi się do obiektów o najlepszym stanie cechy.
Wyniki badań i dyskusja
Pozyskanie drewna
[m3·ha-1·rok-1]
Powierzchnia lasów na
jednego mieszkańca
[ha]
Lesistość [%]
Zapas węgla w
biomasie drzewnej
[t·ha-1]
Udział lasów
należących do Skarbu
Państwa w ogólnej
powierzchni lasów [%]
Powierzchnia lasów
z FSC w ogólnej
powierzchni lasów [%]
Sektor leśny Polski i krajów ościennych charakteryzuje się dużym zróżnicowaniem (tab.1).
x1
x2
x3
x4
x5
x6
Polska
3,65
0,2
30
95,32
83,2
60,5
Niemcy
4,86
0,1
32
114,3
52,8
4,3
Czechy
6
0,3
34
120,75
76,7
0,6
Słowacja
4,84
0,4
40
106,84
52,4
8,3
Białoruś
0,98
0,9
43
60,56
100
0
Ukraina
1,64
0,2
17
72,33
100
14,4
Litwa
2,43
0,6
35
56,09
77,3
47,4
Kraj
Tab. 1. Wybrane elementy sektora leśnego. Źródło: Obliczenia własne na podstawie Rocznika
Statystycznego Leśnictwa [2010]
Wyznaczony wskaźnik Perkala dla Polski wynosi 0,568 przy średniej dla omawianych państw
równej 0,472 (tab. 2). Najgorszymi warunkami sektora leśnego, pod względem przyjętych do
analizy elementów, charakteryzują się Ukraina oraz Niemcy.
Przeciętna zasobność drzewostanów Europy wynosi 145 m3·ha-1. W Polsce, podobnie jak
w krajach ościennych, jej wielkość jest wyraźnie większa i waha się od 179 m3·ha-1 (Białoruś)
do 278 m3·ha-1(Republika Czeska). Zasobność w lasach Polski osiąga wielkość 203 m3·ha-1,
co stawia ją na trzecim miejscu.
Najwyższe pozyskanie drewna wyrażone w m3·ha-1·rok-1 notuje się w Republice Czeskiej
co może wynikać z największej zasobności drzewostanów tego kraju. Najniższe pozyskanie
drewna stwierdza się natomiast na Białorusi na poziomie 0,98 m3·ha-1·rok-1.
Istotne różnice notuje się w powierzchni leśnej przypadającej na 1 mieszkańca. Większe wartości
występują w krajach o niższym zaludnieniu. W Polsce na jednego mieszkańca przypada 0,2 ha
lasu. Najmniejszą powierzchnią leśną w przeliczeniu na mieszkańca stwierdza się w Niemczech
(0,1 ha lasu). Jest to bowiem kraj najbardziej zaludniony spośród omawianych (82,1 mln
mieszkańców). Natomiast Litwa i Białoruś mają z kolei największą wartość omawianej cechy,
która wynosi odpowiednio 0,6 i 0,9 ha/1 mieszkańca [Informacje … 2010].
85
TOM III.indd 85
3/9/12 4:48 AM
Pozyskanie drewna
[m3·ha-1·rok-1]
Powierzchnia
lasów na jednego
mieszkańca [ha]
Lesistość [%]
Zapas węgla w
biomasie drzewnej
[t·ha-1]
Udział lasów
należących do
Skarbu Państwa w
ogólnej powierzchni
lasów [%]
Powierzchnia lasów
z FSC w ogólnej
powierzchni lasów
[%]
Paulina Sygulska, Alicja Słupska
Z1
Z2
Z3
Z4
Z5
Z6
Polska
0,532
0,125
0,500
0,607
0,647
1,000
0,568
Niemcy
0,773
0,000
0,577
0,900
0,008
0,071
0,388
Czechy
1,000
0,250
0,654
1,000
0,511
0,010
0,571
Słowacja
0,769
0,375
0,885
0,785
0,000
0,137
0,492
Białoruś
0,000
1,000
1,000
0,070
1,000
0,000
0,512
Ukraina
0,131
0,125
0,000
0,252
1,000
0,238
0,291
Litwa
0,289
0,625
0,692
0,000
0,523
0,783
0,485
Kraj
Wp
Średnia
0,472
Wp min
0,291
Wp max
0,571
Tabela 2. Wybrane elementy sektora leśnego po standaryzacji oraz wartość miernika syntetycznego.
Źródło: obliczenia własne na podstawie Rocznika Statystycznego Leśnictwa [2010]
Lesistość Polski na przestrzeni lat ulegała znacznym zmianom. Od czasów średniowiecznych,
kiedy to niemal cały obszar kraju był pokryty lasami do lat 20 XX wieku gdy lesistość
wynosiła ponad 38%. W 1945 roku, na skutek m.in. zniszczeń wojennych, dominacji celów
ekonomicznych nad ekologicznymi oraz nadmiernej eksploatacji, lesistość wynosiła około
20%. W latach 1947-1970, w wyniku intensywnych procesów zalesieniowych, udział lasów
wzrósł do 27% [Żornaczuk-Łuba 2008]. Obecnie przeciętna lesistość w Polsce wynosi 30%
i jest niższa od średniej europejskiej o 3,8%. W najbliższych jednak latach można spodziewać
się jej wzrostu, co wynika z planów zawartych w Krajowym Programie Wzrostu Lesistości
[www. mos.gov.pl] Zakłada on, iż do 2050 roku Polska będzie w 33% pokryta lasami. Lesistość
Słowacji (40%) i Białorusi (43%) [Zając i in. 2009] znacznie przewyższa średnią dla Europy.
Wpływ na to ma położenie fizjograficzno – geologiczne tych państw. Wysoki udział lasów w
ogólnej powierzchni Słowacji ma związek z typowo górskim ukształtowaniem terenu, który
nie sprzyja rozwojowi rolnictwa.
Lasy w takich warunkach ponadto pełnią szereg ważnych funkcji ekologicznych tj.
wodochronne, glebochronne czy przeciwerozyjne. Wysoka lesistość Białorusi ma związek
z dużym udziałem gleb bielicowych, które jako jedne z najmniej urodzajnych w wielu krajach
przeznacza się pod zalesienia. Rodzaj gleby determinuje również udział lasów na Ukrainie
gdzie notuje się najmniejszą lesistość (17%) [Rocznik Statystyczny Leśnictwa 2010], co
wynika z dużego udziału gleb czarnoziemnych przeznaczanych pod uprawy rolnicze, które
stanowią 56% [Popularna Encyklopedia Powszechna 1997].
86
TOM III.indd 86
3/9/12 4:48 AM
Zróżnicowanie sektora leśnego w Polsce na tle krajów ościennych
Wśród wielu ważnych funkcji ekologicznych przypisywanych lasom akumulacja węgla w
biomasie drzewnej stanowi szczególne znaczenie. Dzięki zróżnicowanej strukturze, zarówno
gatunkowej jak i wiekowej, lasy mogą kształtować zarówno lokalny jak i globalny klimat.
Dzięki zdolności akumulacji dwutlenku węgla lasy wpływają na zmniejszenie ilości tego
gazu w atmosferze, przyczyniając się do złagodzenia skutków efektu cieplarnianego. Ponadto
pełnią rolę filtra oczyszczając powietrze atmosferyczne z zanieczyszczeń gazowych oraz
pyłowych. Spośród analizowanych krajów największą wydajnością procesu akumulacji węgla
w biomasie drzewnej charakteryzują się lasy Republiki Czeskiej (120,75 m3·ha-1·rok-1).
Udział lasów należących do Skarbu Państwa jest zróżnicowany w omawianych krajach.
Waha się on od ok. 52% w Niemczech i Słowacji, co jest wynikiem prowadzonych procesów
reprywatyzacji lasów, do 100% na Ukrainie i Białorusi. Litwa, Republika Czeska i Polska
mają zbliżony udział powierzchni lasów będących własnością Skarbu Państwa. Wynosi on
od 76,7 do 83,2% [Informacje … 2010].
Polskie leśnictwo, na tle omawianych krajów wyróżnia się największym udziałem lasów
posiadających certyfikat FSC (60,5%). Rada Dobrej Gospodarki Leśnej (Forest Stewardship
Council) powstała w 1993 roku. FSC jest organizacją, której głównym celem jest promowanie
zrównoważonej gospodarki leśnej. Powołanie FSC stało się początkiem systemu certyfikacji w
leśnictwie, na podstawie którego konsument ma możliwość wyboru produktów pochodzących
z gospodarstw funkcjonujących zgodnie z wymogami zrównoważonego rozwoju (interes
ekologiczny – ochrona przyrody, społeczny oraz ekonomiczny). Na drugim miejscu znalazła
się Litwa z 47,4% powierzchnią takich drzewostanów [Informacje … 2010].
Podsumowanie
W opracowaniu podjęto próbę oceny leśnictwa wybranych krajów Europy Środkowej
z zastosowaniem metody Perkala. W analizie uwzględniono zmienne, które obrazują zarówno
aspekt ekonomiczny, społeczny jak i ekologiczny leśnictwa czyli niejako dają obraz stopnia
zrównoważonego rozwoju oraz jego wielofunkcyjności. Przeprowadzona klasyfikacja państw
z zastosowaniem metody Perkala potwierdza zróżnicowanie analizowanych obiektów pod
względem wybranych cech sektora leśnego. Można więc stwierdzić, że przedstawiona
w pracy metoda znajduje zastosowanie w analizach sektora leśnego, ponieważ uzyskane
wartości syntetycznych mierników wskazują na duże podobieństwo z wynikami autorów
poruszających tą tematykę [Klocek 2004, Zając i in. 2009].
Krajami posiadającymi najlepiej rozwinięty sektor leśny są Republika Czeska oraz Polska
(Wp odpowiednio równe 0,571 i 0,568). Niekorzystnie, na tym tle, przedstawia się natomiast
sytuacja sektora leśnego w Niemczech oraz na Ukrainie.
Najwięcej obiektów znalazło się w grupie poniżej średniej syntetycznego miernika Wp, przy
czym najniższą wartość obliczono dla sektora leśnego Ukrainy (Wp = 0,291). Na taki stan
przede wszystkim miała wpływ najniższa lesistość spośród obiektów, powierzchnia lasów
w przeliczeniu na jednego mieszkańca oraz pozyskanie drewna. Polska na tle omawianych
państw odznacza się dobrym stanem sektora leśnego, a szczególnie znaczenie ma najwyższy
udział powierzchni lasów certyfikowanych (FSC), procent lasów będących własnością
Skarbu Państwa oraz zapas węgla zakumulowany w biomasie drzewnej.
Zgodnie z wynikami uzyskanymi przy pomocy metody Perkala największe możliwości
realizacji funkcji, zwłaszcza produkcyjnych oraz ekologicznych (szczególnie akumulacji
węgla w biomasie drzewnej) ma Republika Czeska co jest wynikiem najwyższej spośród
analizowanych, wartości syntetycznego miernika Wp.
87
TOM III.indd 87
3/9/12 4:48 AM
Paulina Sygulska, Alicja Słupska
Literatura
Forestry statistics 2007. Eurostat.
Informacje i opracowania statystyczne 2010. Leśnictwo. GUS, Warszawa.
Klocek A. 2004. Ekonomiczne aspekty użytkowania lasu a realizacja wielofunkcyjnej gospodarki
leśnej w wybranych krajach europejskich. Leśne Prace Badawcze, 4: 7–23.
Kukuła K. 2000. Metoda unitaryzacji zerowanej. PWN, Warszawa.
Popularna Encyklopedia Powszechna 1997. Oficyna Wydawnicza Kraków.
Przybylski T. 1997. Bioróżnorodność – szansa czy przeszkoda dla gospodarki leśnej. Sylwan 4: 51-57.
Rocznik Statystyczny Leśnictwo 2010. GUS, Warszawa.
State of The World’s Forests 2009. FAO, Rome.
Zając S., Lotz D., Młynarski W. 2009. Wybrane cechy gospodarki leśnej w Polsce na tle krajów
europejskich. Leśne Prace Badawcze,70 (4): 411–418.
Żornaczuk-Łuba 2008. Edukacja przyrodniczo-leśna w koncepcji zrównoważonego Rozwoju.
Publikacja pokongresowa I Kongres Młodych Leśników i Drzewiarzy, Warszawa, 151-157.
www. mos.gov.pl
Adres do korespondencji:
Paulina Sygulska
Katedra Agrotechniki i Ekologii Rolniczej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail:
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Teresa Dąbkowska, prof. UR, dr hab. inż. Jan Banaś
88
TOM III.indd 88
3/9/12 4:48 AM
Rafał Ważny
EPISTEME
12/2011, t. II
s.89-96
ISSN 1895-4421
MIKORYZY SAMOSIEWU JODŁY POSPOLITEJ (ABIES ALBA MILL.) W WYBRANYCH
DRZEWOSTANACH LEŚNEGO ZAKŁADU DOŚWIADCZALNEGO W KRYNICY
MYCORRHIZAS OF ABIES ALBA MILL. NATURAL REGENERATION FROM FOREST
STANDS IN EXPERIMENTAL FORESTRY UNIT IN KRYNICA
Abstrakt: W pracy przedstawiono wyniki analizy morfologiczno-anatomicznej i molekularnej
ektomikoryz 1-rocznego samosiewu jodły pospolitej (Abies alba Mill.), pochodzącego z dwóch
drzewostanów Leśnego Zakładu Doświadczalnego w Krynicy (LZD). Stwierdzono stosunkowo szerokie
spektrum mikoryzowe badanych siewek jodły. Na podstawie cech morfologicznych wyróżniono 43
morfotypy. Stosując badania molekularne, 18 z nich zidentyfikowano do poziomu gatunku. Były to:
Russula cyanoxantha, R. integra, R. puellaris, Thelephora terrestris, Tomentella sublilacina - na
powierzchni 1; Amanita muscaria, Elaphomyces granulatus, Hydnum repandum, Lactarius aurantiacus,
Paxillus involutus, Russula amethystina, R. olivacea, Tomentella stuposa, Trichophaea gregaria,
Xerocomus badius - na powierzchni 2 oraz Cenococcum geophilum, Tylospora asterophora i Xerocomus
pruinatus - na obu powierzchniach.
Słowa kluczowe: Ektomikoryzy, Abies alba, odnowienie naturalne
Summary: Morphoanatomical and molecular analyses of ectomycorrhizas Abies alba Mill. one year
seedlings from two forest stands in the Experimental Forestry Unit in Krynica were studied. Quite a wide
spectrum of ectomycorrhizas was found and 43 morphotypes were classified. With molecular analyses
used, 18 of them were identified at the species level. These were: Russula cyanoxantha, R. integra,
R. puellaris, Thelephora terrestris, Tomentella sublilacina - in stand 1; Amanita muscaria, Elaphomyces
granulatus, Hydnum repandum, Lactarius aurantiacus, Paxillus involutus, Russula amethystina,
R. olivacea, Tomentella stuposa, Trichophaea gregaria, Xerocomus badius - in stand 2 and Cenococcum
geophilum, Tylospora asterophora, Xerocomus pruinatus - in both stands.
Key words: Ectomycorrhizas, Abies alba, natural regeneration
89
TOM III.indd 89
3/9/12 4:48 AM
Rafał Ważny
Wstęp
Mikoryzy są jednym z czynników wpływających na optymalny wzrost i rozwój drzew leśnych.
Ich obecność znacząco wpływa na zdrowie rośliny [Rudawska 2000], a brak może przyczyniać
się do jej osłabienia, a nawet zamarcia. Stopień poznania mikoryz u poszczególnych
gatunków drzew w Polsce jest zróżnicowany. W odniesieniu do jodły pospolitej jest on słabo
poznany. Dotychczasowe prace, dotyczące mikoryz jodły w Polsce [Dominik 1936, 1961;
Farfał 2008; Kowalski 1980, 2008; Kowalski i in. 1996; Pachlewski 1955; Stępniewska
2004; Stępniewska i Rębisz 2004], oparte o badanie cech morfologicznych i anatomicznych
ektomikoryz, ukazują ich różnorodność. Nieliczne są natomiast badania molekularne mikoryz
jodły [Cremer i in. 2009, Smutek i in. 2010], potwierdzające to zróżnicowanie ze wskazaniem
na określone gatunki grzybów.
Celem pracy było poznanie spektrum mikoryz 1-rocznego samosiewu jodły pospolitej
w wybranych drzewostanach jodłowych w oparciu o ich identyfikację metodami molekularnymi.
Materiał i metody
Badania przeprowadzono na 1-rocznym samosiewie jodły zebranym na dwóch powierzchniach
w drzewostanach LZD w Krynicy: powierzchnia 1 - oddział 22f, drzewostan jodłowy (45130 lat); powierzchnia 2 - oddział 160a, drzewostan jodłowy (75-95 lat) wyodrębniony jako
fragment w drzewostanie wielogatunkowym (3Md 2Jd 2So 2Św 1Bk).
Z każdej powierzchni badawczej pobrano jesienią w 2009 (pow. 2) i 2010 roku (pow. 1)
do badań po 30 siewek. U każdej siewki określono wysokość części nadziemnej, średnicę
w szyi korzeniowej, długość korzenia głównego, liczbę i długość korzeni bocznych. Uzyskane
wyniki poddano analizom statystycznym w programie Statistica z użyciem testu t-Studenta
(dla zmiennych o rozkładzie normalnym) lub testu Manna-Whitneya (dla zmiennych
o rozkładzie niezgodnym z normalnym). Ocenę zróżnicowania ektomikoryz przeprowadzono
na podstawie cech morfologiczno-anatomicznych [Agerer 1987-2007; Dominik 1969],
a zróżnicowanie grzybów ektomikoryzowych oparto o identyfikację molekularną.
Ekstrakcję całkowitego DNA z mikoryz przeprowadzono według metodyki Lanfranco i in.
[1998] z modyfikacjami. Powielono fragment ITS rDNA w reakcji PCR [Kåren i in. 1997
z modyfikacjami] z zastosowaniem primerów ITS1F [Gardes i Bruns 1993] oraz ITS4 [White
i in. 1990]. Obecność produktów PCR została zweryfikowana w elektroforezie na 1,5%
żelu agarozowym. Produkty PCR poddano sekwencjonowaniu w Wydziałowej Pracowni
Technik Biologii Molekularnej Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Uzyskane
sekwencje porównano z sekwencjami w bazie danych NCBI oraz UNITE, przy zastosowaniu
algorytmu BLASTn. Analizowane sekwencje identyfikowano do gatunku przy podobieństwie
do sekwencji referencyjnej na poziomie co najmniej 98%. Zbiorowiska grzybów
ektomikoryzowych na badanych powierzchniach opisano następującymi wskaźnikami [Leski
i in. 2010]: bogactwo gatunkowe (liczba zidentyfikowanych symbiontów ektomikoryzowych
w próbie); względna obfitość występowania (udział mikoryz tworzonych przez poszczególne
symbionty w ogólnej puli żywych mikoryz wyrażony procentowo); frekwencja (stosunek
liczby siewek, u których wystąpiły mikoryzy tworzone przez danego symbionta do liczby
wszystkich siewek na powierzchni).
Zbadano także podstawowe właściwości fizyko-chemiczne gleby na obu powierzchniach: pH
(w H2O i KCl), zawartość Ca, K, Mg, P, C i N.
90
TOM III.indd 90
3/9/12 4:48 AM
Mikoryzy samosiewu jodły pospolitej...
Wyniki
Właściwości fizyko-chemiczne gleby na badanych powierzchniach były do siebie zbliżone,
z wyjątkiem zawartości Ca, K i Mg, których było więcej na powierzchni 2 (tab. 1).
Podobną relację zaobserwowano w odniesieniu do parametrów wzrostowych siewek. Nie
stwierdzono istotnych statystycznie różnic w parametrach siewek między powierzchniami
(tab. 2). Zaobserwowano jednak, że siewki na powierzchni 2 miały lepiej rozwinięty system
korzeniowy, o czym świadczy większa liczba i długość korzeni bocznych I rzędu (tab. 2).
Powierzchnia
pH
Ca
K
Mg
P
[mg/kg]
C
[%]
N
[%]
C/N
H2O
KCl
1
4,30
3,40
30,27
5,78
3,97
1,30
3,58
0,24
15,00
2
4,28
3,31
44,13
8,06
5,59
1,23
4,38
0,28
15,54
mg/100g
Tab. 1. Wybrane właściwości fizyko-chemiczne gleby na badanych powierzchniach
Parametr
Powierzchnia
1
2
Wysokość [cm]
5,06 ± 0,61 a
4,80 ± 0,74 a
Średnica w szyi korzeniowej [mm]
0,98 ± 0,12 a
0,97 ± 0,14 a
Długość korzenia głównego [cm]
6,71 ± 1,97 a
6,66 ± 1,72 a
Liczba korzeni I rzędu
4,96 ± 4,49 a
5,93 ± 3,75 a
Długość korzeni I rzędu [cm]
4,33 ± 5,40 a
4,83 ± 4,55 a
*
Tab. 2. Parametry wzrostowe siewek na badanych powierzchniach, * - taka sama litera oznacza brak
różnicy statystycznej
Ektomikoryzy występowały na korzeniach wszystkich badanych siewek. Na podstawie cech
morfologicznych stwierdzono obecność 43 morfotypów. Wśród nich 20 wystąpiło u siewek
na powierzchni 1, a 28 u siewek na powierzchni 2 (tab.3). Jedynie 5 tych samych morfotypów
wystąpiło u siewek na obu powierzchniach. Pozostałe morfotypy były specyficzne dla siewek
z powierzchni 1 lub z powierzchni 2. Badania molekularne wyróżnionych ektomikoryz
pozwoliły na identyfikację grzybów do poziomu gatunku u 18 morfotypów (tab. 3). Były to:
Russula cyanoxantha, R. integra, R. puellaris, Thelephora terrestris, Tomentella sublilacina na powierzchni 1; Amanita muscaria, Elaphomyces granulatus, Hydnum repandum, Lactarius
aurantiacus, Paxillus involutus, Russula amethystina, R. olivacea, Tomentella stuposa,
Trichophaea gregaria, Xerocomus badius - na powierzchni 2 oraz Cenococcum geophilum,
Tylospora asterophora i Xerocomus pruinatus - na obu powierzchniach. Na powierzchni
1 największą frekwencją charakteryzowały się: Tylospora sp. 2 (30%), Clavulinaceae
1, Pseudotomentella sp. i Russula integra (po 20%) oraz grzyb ektomikoryzowy 1 (16,7%),
natomiast na powierzchni 2: grzyb ektomikoryzowy 5 (60%), Lactarius aurantiacus
(30 %), Russula olivacea (23,3%), Russula amethystina (20%), Cenococcum geophilum
i Tomentella sp. (po 16,7%). Stosunkowo dużą względną obfitością występowania mikoryz
charakteryzowały się: grzyb ektomikoryzowy 1, Russula integra, Tylospora sp. 1, Tylospora
sp. 2 - na powierzchni 1 oraz grzyb ektomikoryzowy 5 - na powierzchni 2 (tab. 3).
91
TOM III.indd 91
3/9/12 4:48 AM
Frekwencja
EU236712
99
0.0
Amanita muscaria
1,6
13,3
Boletus edulis
GU373493
97
0.0
Boletus sp.
0,7
6,7
3
Cenococcum
geophilum
AY394919
98
0.0
Cenococcum
geophilum
5,6
4
Clavulina cristata
EU862228
94
0.0
Clavulina sp.
1,0
5
uncultured
ectomyc.
(Clavulinaceae)
EU375706
97
0.0
Clavulinaceae 1
4,3
6
Clavulinaceae
sp. F46
AJ534708
99
0.0
Clavulinaceae 2
0,2
3,3
7
Cortinarius
semisanquineus
UDB001178
85
e-105
Cortinarius sp. 1
1,4
10,0
8
Cortinarius
huronensis
UDB002251
96
5e-76
Cortinarius sp. 2
0,2
3,3
9
Cortinarius
californicus
FJ039588
96
0.0
Cortinarius sp. 3
0,4
6,7
10
uncultured
ectomycorrhizal
fungus
AY822734
99
0.0
Grzyb
ektomikoryzowy
1
23,5
16,7
11
uncultured
ectomycorrhizal
fungus
AY822734
97
0.0
Grzyb
ektomikoryzowy
2
8,9
6,7
12
brak
Grzyb
ektomikoryzowy
3
3,0
10,0
13
brak
Grzyb
ektomikoryzowy
4
2,3
6,7
14
brak
Grzyb
ektomikoryzowy
5
28,8
60,0
15
Elaphomyces
granulatus
EU784197
100
0.0
Elaphomyces
granulatus
2,1
6,7
16
Hydnotrya tulasnei GQ215700
90
0.0
Hydnotrya sp.
2,9
6,7
2,3
3,3
Numer
akcesyjny
Amanita muscaria
2
Takson
sekwencji
porównawczej
1
Morfo-typ
E-value
Względna
obfitość
Poziom podobieństwa [%]
Symbiont
ektomikoryzowy
Rafał Ważny
Powierzchnia
1
2
2,7
1
13,3
2
16,7
3,3
1,3
20,0
6,7
17
Hydnum repandum AM087246
99
0.0
Hydnum
repandum
18
Lactarius
aurantiacus
UDB000312
98
0.0
Lactarius
aurantiacus
8,2
30,0
19
uncultured
Leotiomycetes
FJ152531
70
0.004
Leotiomycetes
6,3
13,3
92
TOM III.indd 92
3/9/12 4:48 AM
Mikoryzy samosiewu jodły pospolitej...
20
Paxillus involutus
EU078737
98
0.0
Paxillus involutus
1,1
3,3
21
uncultured
Pezizomycotina
DQ273333
99
0.0
Pezizomycotina
1,3
3,3
22
Piloderma
byssinum
DQ365683
96
0.0
Piloderma sp. 1
0,9
3,3
23
Piloderma fallax
UDB179125
96
0.0
Piloderma sp. 2
2,5
13,3
24
Pseudotomentella
griseopergamacea
UDB001617
91
0.0
Pseudotomentella
sp.
25
Russula
amethystina
AF418640
98
0.0
Russula
amethystina
26
Russula
cyanoxantha
AY606960
98
0.0
Russula
cyanoxantha
1,0
6,7
27
Russula integra
AY061683
98
0.0
Russula integra
11,1
20,0
28
Russula olivacea
UDB000323
98
0.0
Russula olivacea
29
Russula puellaris
AF418628
98
0.0
Russula puellaris
5,1
20,0
4,3
20,0
5,7
0,8
23,3
3,3
30
Russula olivacea
UDB000323
97
0.0
Russula sp. 1
1,0
3,3
31
Russula laricina AY061683
92
0.0
Russula sp. 2
0,3
3,3
32
uncultured
Sebacina
EU668267
96
0.0
Sebacina
33
Thelephora
terrestris
EU427330
99
0.0
Thelephora
terrestris
34
Tomentella stuposa UDB000248
97
0.0
Tomentella sp.
4,8
16,7
35
Tomentella stuposa UDB000248
99
0.0
Tomentella
stuposa
2,7
13,3
36
Tomentella
sublilicina
AJ889976
98
0.0
Tomentella
sublilicina
2,5
3,3
37
Tomentellopsis
zygodesmoides
UDB000187
91
0.0
Tomentellopsis sp.
0,5
3,3
38
Trichophaea
gregaria
UDB000989
99
0.0
Trichophaea
gregaria
39
Tylospora
asterophora
GU550116
98
0.0
Tylospora
asterophora
2,3
40
Tylospora
fibrillosa
GU550117
81
1e-95
Tylospora sp. 1
13,4
41
Tylospora
fibrillosa
GU550117
97
0.0
Tylospora sp. 2
10,1
42
Xerocomus badius
FJ236031
98
0.0
Xerocomus badius
43
Xerocomus
pruinatus
0.0
Xerocomus
pruinatus
UDB001401
99
0,7
1,3
3,3
3,3
5,2
4,8
13,3
6,7
13,3
2,0
30,0
1,1
2,0
10,0
3,9
6,7
3,3
6,7
13,3
Tab. 3. Zbiorowiska grzybów ektomikoryzowych występujących na badanych powierzchniach
93
TOM III.indd 93
3/9/12 4:48 AM
Rafał Ważny
Dyskusja i wnioski
Występowanie w drzewostanach jodłowych grzybów wielkoowocnikowych, z których część
może być symbiontami jodły może być bardzo zróżnicowane. Jak wynika z badań Laganà
i in. [2002] przeprowadzonych podczas 5-letniego okresu badań w środkowych Włoszech,
w lasach jodłowych wystąpiło 130 gatunków grzybów wielkoowocnikowych.
Badane samosiewki jodły charakteryzowały się dużym zróżnicowaniem jakościowym
mikoryz, o czym świadczy znaczna liczba symbiontów ektomikoryzowych. Na większą
ich liczbę na powierzchni nr 2 mogły mieć wpływ większa liczba i długość korzeni
I rzędu oraz większa zawartość Ca, K, Mg niż na powierzchni 1. Może to również wynikać
z terminu poboru siewek do badań w różnych latach. Względna obfitość i frekwencja mówi
o zróżnicowaniu ilościowym. Dalszych badań wymagają symbionty, które nie zostały
rozpoznane i przypisane do określonej jednostki taksonomicznej, a dla których te wskaźniki
były stosunkowo wysokie. Mała liczba symbiontów wspólnych na badanych powierzchniach
może wskazywać na duże zróżnicowanie mikrobiologiczne gleby, pomimo zbliżonych jej
właściwości fizyko-chemicznych.
Badając mikotrofizm siewek jodły pospolitej w drzewostanach Karkonoskiego Parku
Narodowego, Kowalski [2008] stwierdził bardzo duże zróżnicowanie jakościowe mikoryz jodły,
wśród których wyróżnił 35 rodzajów ektomikoryz (według klasyfikacji Dominika), natomiast
Farfał [2008] wykazała w tych samych drzewostanach 30 morfotypów mikoryzowych.
W badaniach przeprowadzonych na 2-6-letnich samosiewkach jodły w Karpatach i Sudetach
przez Kowalskiego [1980], zidentyfikowano 12 różnych rodzajów mikoryz i wykazano
2-4 razy większe zróżnicowanie mikoryz w drzewostanach, w których jodła odnawiała
się dobrze niż w tych, gdzie słabo. Pachlewski [1955] opisując mikoryzy jodły w Górach
Świętokrzyskich wyróżnił 7 podtypów w obrębie mikoryz A i D (wg klasyfikacji Melina).
U siewek jodły, hodowanych w szkółce, Stępniewska [2004] oraz Stępniewska i Rębisz
[2004] stwierdzili występowanie mikoryz, należących do 6 podtypów (według Dominika).
Zbieżne z uzyskanymi w niniejszej pracy symbionty ektomikoryzowe jodły stwierdzili
w Niemczech Cremer i in. [2009]. Były to: Tomentella stuposa, Cenococcum geophilum,
Laccaria amethystina, Russula sp., Russula ochroleuca, Clavulina cristata, Xerocomus
pruinatus, Cortinarius spp., Amphinema byssoides i Lactarius spp. W badaniach mikoryz
jodły poza zasięgiem naturalnego występowania Smutek i in. [2010] wyróżnili 35 gatunków
i typów grzybów ektomikoryzowych, z których część pokrywała się z uzyskanymi w pracy
Cremer i in. [2009] i niniejszej. Wśród nich najwyższą względną obfitością występowania
oraz frekwencją charakteryzowały się Cenococcum geophilum i Tomentella stuposa.
Uzyskane w pracy wyniki pozwalają wnioskować, że mikoryzy jodły w badanych
drzewostanach LZD w Krynicy charakteryzują się dużym zróżnicowaniem jakościowym
i ilościowym, co może świadczyć o dużej różnorodności biologicznej grzybów
ektomikoryzowych występujących w tych drzewostanach.
Literatura
Agerer R. 1987-2007. Colour Atlas of Ectomycorrhizae. Einhorn-Verlag Eduard Dietenberger,
Schwäbisch Gmünd, Germany.
Cremer E., Donges K., Liepelt S., Rexer K-H., Vendramin G.G., Leyer I., Kost G., Ziegenhagen
94
TOM III.indd 94
3/9/12 4:48 AM
Mikoryzy samosiewu jodły pospolitej...
B. 2009. Ontogenetic and genotypic effects of silver fir (Abies alba Mill.) on associated
ectomycorrhizal communities [In:] Cremer E. Population genetics of silver fir (Abies alba Mill.)
in the Northern Black Forest – preconditions for the recolonization of windthrow areas and
associated ectomycorrhizal communities. http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2009/0130/
Dominik T. 1936. Badania nad mykorhizą niektórych obcych drzew iglastych aklimatyzowanych
w Polsce. Rocz. Nauk Roln. i Leśn., 36:1-32.
Dominik T. 1961. Badanie mikotrofizmu zespołów roślinnych w Parku Narodowym w Pieninach
i na Skałce nad Łysą Polaną w Tatrach ze szczególnym uwzględnieniem mikotrofizmu sosny
reliktowej. Prace IBL, Nr 208, 31-58.
Dominik T. 1969. Key to ectotrophic mycorrhizae. Folia Forest. Polon., A, 15: 309-321.
Farfał D. 2008. Żywotność systemów korzeniowych odnowień naturalnych i sztucznych jodły
pospolitej w Karkonoskim Parku Narodowym. [W:] Barzdajn W., Raj A. Jodła pospolita
w Karkonoskim Parku Narodowym, KPN Jelenia Góra: 87-104.
Gardes M., Bruns T.D. 1993. ITS primers with enhanced specificity for basidiomycetes – application
to the identification of mycorrhizae and rusts. Molecular Ecology, 2: 113-118.
Kåren O., Högberg N., Dahlberg A., Jonsson L., Nylund J-E. 1997. Inter- and intraspecific variation
in the ITS region of rDNA of ectomycorrhizal fungi in Fennoscandia as detected by endonuclease
analysis. New. Phytol. 136: 313–325.
Kowalski S. 1980. Badanie mikoryz samosiewu jodły (Abies alba Mill.) w wybranych drzewostanach
w Karpatach i Sudetach. Acta Agr. et Silv. Ser. Silv., 19: 75-94.
Kowalski S. 2008. Mikoryzy siewek jodły pospolitej (Abies alba Mill.) z naturalnego i sztucznego
odnowienia w drzewostanach Karkonoskiego Parku Narodowego. [W]: Barzdajn W., Raj
A. Jodła pospolita w Karkonoskim Parku Narodowym. KPN Jelenia Góra: 175-212.
Kowalski S., Obłoza E., Kwiatkowski G. 1996. Badania mikotrofizmu jodły (Abies alba Mill.)
w różnych zbiorowiskach leśnych w wybranych drzewostanach górskich. Zeszyty Nauk. AR
w Krakowie, nr 308, Leśnictwo z. 25: 23-37.
Laganà A., Agnolini C., Loppi S., Salerni E., Perini C., Barluzzi C., De Dominicis V. 2002. Periodicity,
fluctuations of macrofungi in fir forests (Abies alba Mill.) in Tuscany, Italy. For. Ecol. Manag.,
169: 187-202.
Lanfranco L., Perotto S., Longato S., Mello A., Cometti V., Bonfante P. 1998. Molecular approaches
to investigate biodiversity in mycorrhizal fungi. [In:] Varma A. (ed.). Mycorrhiza manual.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York: 353-372.
Leski T., Pietras M, Rudawska M. 2010. Ectomycorrhizal fungal communities of pedunculate and
sessile oak seedlings from bare-root forest nurseries. Mycorrhiza, 20 (3):179-190.
Pachlewski R. 1955. Badania mikotrofizmu jodły pospolitej (Abies alba Mill.) w naturalnych
zespołach Gór Świętokrzyskich. Roczn. Nauk Leśn., 139:111-129.
Rudawska M. 2000. Ektomikoryza jej znaczenie i zastosowanie w leśnictwie. ID PAN, Kórnik: 1-102.
Smutek I., Rudawska M., Leski T. 2010. Ektomikoryzy – ukryty potencjał w badaniach mikobioty
drzew leśnych na przykładzie drzewostanów jodłowych. www.czlowiekiprzyroda.eu/Ksiazki/74.
pdf
95
TOM III.indd 95
3/9/12 4:48 AM
Rafał Ważny
Stępniewska H. 2004. Mikoryzy siewek jodły (Abies alba Mill.) hodowanych na substracie trocinowotorfowym w szkółce Feleczyn w Nadleśnictwie Nawojowa. Sylwan, 6:10-17.
Stępniewska H., Rębisz P., 2004. Mikoryzy siewek jodły (Abies alba Mill.) hodowanych na podłożach
trocinowo-torfowych o różnym okresie użytkowania. Sylwan, 8:34-42.
White T. J., Bruns T., Lee S., Taylor J. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal
RNA genes for phylogenetics [In:] Innis M.A., Gelfand D.H., Sninsky J.J., White T.J. (Eds.).
PCR Protocols: a Guide to Methods and Applications. Academic Press, London: 315-322.
Adres do korespondencji:
Rafał Ważny
Katedra Fitopatologii Leśnej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 46, 31-425 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Stefan Kowalski
96
TOM III.indd 96
3/9/12 4:48 AM
II. biologia i biotechnologia
TOM III.indd 97
3/9/12 4:48 AM
TOM III.indd 98
3/9/12 4:48 AM
Marzena Albrycht
Jacek Maślanka
Maciej Ziobrowski
EPISTEME
12/2011, t. II
s.99-104
ISSN 1895-4421
Ocena zagęszczenia populacji bażantów na Płaskowyżu
Proszowickim i Nizinie Nadwiślańskiej
ESTIMATING OF POPULATION DENSITY OF PHEASANT IN PROSZOWICE
UPLAND AND NADWIŚLAŃSKA LOWLAND
Abstrakt: Ocenę liczebności populacji bażanta wykonano metodą transektu nieograniczonego na terenie
dwóch obwodów łowieckich, z których jeden (nr 52) był położony na Płaskowyżu Proszowickim, a drugi
(nr 67) na Nizinie Nadwiślańskiej. Powierzchnia polna tych obwodów łowieckich wynosiła odpowiednio
3,2 tys. i 4,3 tys. ha. Przy pomocy mapy topograficznej w skali 1 : 50 000 i siatki UTM wyznaczono tam
7 liniowych transektów o łącznej długości 16,3 km. Przemarsz na transektach wykonywał zespół złożony
z pięciu osób i dwóch psów myśliwskich. Podczas przemarszu rejestrowano liczbę zaobserwowanych
bażantów oraz mierzono ich prostopadłą odległość od transektu. Metodą regresji prostoliniowej
obliczono prawdopodobieństwo obserwacji w 30 m przedziałach odległości. Wynosiło ono 0,88 dla
odległości 15 m od transektu, a dla odległości 45 m, 75 m i 105 m prawdopodobieństwo zaobserwowania
bażantów wynosiło odpowiednio 0,63, 0,39 i 0,15. Stosując te wskaźniki doliczono liczbę bażantów,
które podczas przemarszu nie były obserwowane. Na Płaskowyżu Proszowickim zagęszczenie populacji
wiosną 2010 wynosiło 16,7 osobników/ 100 ha, a jesienią 2010 osiągnęło wartość 24,7 osobnika/ 100 ha.
W analogicznych porach roku na Nizinie Nadwiślańskiej zagęszczenie wynosiło odpowiednio 36,6 i 10,3
osobników/ 100 ha. Niższe zagęszczenie jesienią niż wiosną było spowodowane powodzią na Nizinie
Nadwiślańskiej.
Słowa kluczowe: bażanty, zagęszczenie populacji, transekt nieograniczony, regresja prostoliniowa,
siatka UTM
Summary: Using unfixed line transects, population numbers of pheasant was estimated in hunting
district situated in Proszowice Upland (no 52) and in hunting district in Nadwiślańska Lowland (no 67).
Agricultural habitat in both hunting districts amounted to 3.2 and 4.3 thousands ha respectively. Using
topographic maps (scale 1:50 000) and UTM grid, 7 line transects of total length 16.3 km was established.
Population census was carried out by 5 persons and 2 hunting dogs. During census number of pheasant
seen was counted and their perpendicular distance to line transects was measured. Using linear regression
formula probability detection of pheasants was calculated in 30 m intervals from line transects. It was
equal to 0.88 for distance 15 m from line transects. For distances of 45 m, 75 m and 105 m such probability
amounted to 0.63, 0.39 and 0.15 respectively. In spring 2010 the population density of 16.7/ 100 ha was
recorded in Proszowice Upland while in Nadwiślańska Lowland this value amounted to 36.6 individuals/
100 ha. During autumn 2010 population density of 24.7 birds/ 100 ha was calculated in Proszowice
Upland, while in Nadwiślańska Lowland the population density amounted to 10.3 individuals/ 100 ha.
Lower pheasant density in autumn than spring was coused by flood in Nadwiślańska Lowland.
Key words: population density, pheasant, unfixed line transects, probability of sighting, linear regression
99
TOM III.indd 99
3/9/12 4:48 AM
Marzena Albrycht, Jacek Maślanka, Maciej Ziobrowski
Wstęp
Dynamika liczebności populacji bażanta (Phasianus colchicus L.) jest kształtowana przez
czynniki działające długo i krótkofalowo. Do czynników działających długofalowo należy
zaliczyć trwałe zmiany, jakie nastąpiły w krajobrazie rolniczym, a zwłaszcza zmniejszenie
jego bioróżnorodności poprzez powstanie dużych obszarowo monokultur, likwidację miedz
i remiz śródpolnych [Hill i Robertson 1988]. Czynnikiem który już od wielu lat działa
na liczebność bażanta są drapieżniki, a zwłaszcza notowany ostatnio wzrost liczebności
populacji lisa [Czyżowski i in. 2006, Mroczek i Pączka 2009]. Czynniki działające okresowo
to ciężkie zimy, opady i niska temperatura w okresie wylęgów oraz zabiegi agrotechniczne
[Szott 1980, Szmyd-Gołba 2004]. Istotnym elementem podnoszącym liczebność bażantów
są wsiedlenia osobników wyhodowanych w systemie wolierowym. Natomiast czynnikiem
zmniejszającym liczebność jest pozyskanie. Opisany powyżej zestaw czynników decyduje
o zagęszczeniu populacji na terenie lokalnego łowiska [Bresiński i in. 2003].
Według Rocznika Statystycznego w sezonie łowieckim 2009/2010 pozyskano w naszym kraju
111,1 tys. bażantów, a liczebność po sezonie polowań wynosiła 463 tys. osobników [Budna
i Grzybowska 2010]. Wsiedlenia wynosiły ok. 100 tys. bażantów. Inwentaryzacja bażantów,
jaką wykonują myśliwi jest oparta na arbitralnych szacunkach, których błąd jest nieznany.
Dlatego celem niniejszej pracy było wykonanie oceny liczebności bażantów metodami
statystycznymi w dwóch obwodach łowieckich na terenie północno-wschodniej małopolski.
Teren badań, materiał i metody
Ocenę liczebności populacji bażanta (Phasianus colchicus L.) wykonano metodą transektu
nieograniczonego [Coughley 1997, Buckland i in. 1993, Bobek i in. 2005] na terenie dwóch
obwodów łowieckich, z których jeden (nr 52) był położony na Płaskowyżu Proszowickim,
a drugi (nr 67) na Nizinie Nadwiślańskiej. Powierzchnia polna tych obwodów łowieckich
wynosiła odpowiednio 3,2 tys. i 4,3 tys. ha. Płaskowyż Proszowicki jest położony na wysokości
250 – 300 m n. p. m., natomiast Nizina Nadwiślańska na wysokości 200 – 250 m n. p. m.
[Starkel 1991]. Przy pomocy mapy topograficznej w skali 1 : 50 000 i siatki UTM wyznaczono
tam 7 liniowych transektów o łącznej długości 16,3 km. Przemarsz na transektach wykonywał
zespół złożony z pięciu osób i dwóch psów myśliwskich. Marszrutą kierował przewodnik,
wyznaczając kierunek marszu przy użyciu Satelitarnego Systemu Lokalizacyjnego GPS.
W odległości 100 m od przewodnika, po obu jego stronach poruszali się myśliwi z psami
penetrującymi obszar w promieniu ok. 100 m wokół myśliwego. Środkiem transektu wraz
z przewodnikiem poruszali się obserwatorzy mierzący odległość zaobserwowanej zwierzyny
od transektu, w kierunku do niego prostopadłym, posługując się dalmierzem laserowym.
Obserwowane bażanty kumulowano w przedziałach 0 – 30 m, 31 – 60 m, 61 – 90 m, 91 – 120
m i 121 – 150 m. Liczbę bażantów w tych przedziałach traktowano jako zmienne zależne
(y), a środki przedziałów jako zmienne niezależne (x). Powyższe pary zmiennych posłużyły
do obliczenia równania regresji prostoliniowej. Punkt przecięcia prostej z osią y wyznaczał
liczbę bażantów obserwowanych wzdłuż linii transektu (prawdopodobieństwo 1,0), natomiast
punkt przecięcia z osią x wyznaczał odległość, na której nie powinno się obserwować
bażantów (prawdopodobieństwo 0,0). Prawdopodobieństwem zaobserwowania bażantów
w środku danego przedziału był iloraz liczby bażantów wyznaczonych przez równanie regresji
i liczby bażantów obliczonych przez to równanie na środku transektu (x=0). Aby obliczyć
liczbę bażantów w danym przedziale (obserwowanych i tych, których nie obserwowano)
liczbę obserwowanych bażantów dzielono przez prawdopodobieństwo obserwacji.
W kwietniu 2010 roku dokonano trzykrotnego przemarszu wyznaczonych transektów,
100
TOM III.indd 100
3/9/12 4:48 AM
Ocena zagęszczenia populacji bażantów...
a w październiku tego samego roku przemarsz był wykonany dwukrotnie. Dane ze wszystkich
przemarszów kumulowano obliczając liczbę bażantów zaobserwowanych w przedziałach
co 30 metrów. Liczbę bażantów w danym przedziale traktowano jako zmienną zależną,
natomiast środek każdego przedziału jako zmienną niezależną. Metodą regresji prostoliniowej
opracowano powyższe pary zmiennych. Przy pomocy wyprowadzonego równania oceniono
prawdopodobieństwo zaobserwowania bażantów w poszczególnych przedziałach odległości
od liniowego transektu. Liczbę zaobserwowanych bażantów korygowano tym wskaźnikiem
doliczając osobniki, które podczas przemarszu nie były widziane. Obliczono, iż szerokość
pasa taksacyjnego przemarszu wynosi 240 metrów. Długość marszruty i szerokość pasa
taksacyjnego wyznaczały powierzchnię, na której prowadzono ocenę liczebności.
Wyniki
W ciągu 10 dni przemarszów, jakie wykonano na liniowych transektach zaobserwowano
łącznie 276 bażantów, z czego 113 było rejestrowanych na terenie Płaskowyżu Proszowickiego
a pozostałe (n=163) wykazano na Nizinie Nadwiślańskiej. Skumulowane dane dotyczące
liczby obserwowanych bażantów w przedziałach odległości od przemarszu na transektach
wskazuje, iż liczba notowanych osobników zmniejszała się w miarę wzrostu odległości od
transektu (Tab. 1). Najwięcej bażantów (n=121) obserwowano w przedziale 0 – 30 m. od
transektu. W kolejnym przedziale (31 – 60 m.) liczba rejestrowanych bażantów nieco spadła
do 118 osobników, lecz drastyczny spadek obserwowanych ptaków notowano w kolejnych
przedziałach odległości. Powyżej 150 m. od transektu nie zaobserwowano żadnego bażanta.
Przedział
odległości od
transektu (m)
Liczba obserwowanych bażantów
Płaskowyż Proszowicki
Nizina Nadwiślańska
Razem tereny badań
i sezony
Wiosna
jesień
wiosna
jesień
0 – 30
28
12
65
16
121
31 – 60
25
38
47
8
118
61 – 90
5
2
23
2
32
91 – 120
2
0
1
0
3
121 – 150
1
0
1
0
2
Razem
61
52
137
26
276
Tab. 1. Liczba obserwowanych bażantów w 30 m przedziałach odległości liniowych transeptów
podczas przemarszu w kwietniu 2010 r. i październiku 2010 r. na Płaskowyżu Proszowickim i Nizinie
Nadwiślańskiej. Dane reprezentują skumulowane wartości uzyskane podczas trzykrotnych przemarszów
wiosną i dwukrotnych jesienią.
Wykorzystując liczbę obserwowanych bażantów w poszczególnych przedziałach odległości
(zmienna zależna) oraz środki tych przedziałów (zmienna niezależna) obliczono równanie
regresji prostoliniowej opisującej zależność pomiędzy odległością od transektu a liczbą
obserwowanych bażantów. (Ryc.1), y = 143,45 – 1,1767 x ; r = 0,931; p = 0,02, gdzie x –
przedziały odległości od transektu, y – liczba obserwowanych bażantów
101
TOM III.indd 101
3/9/12 4:48 AM
Marzena Albrycht, Jacek Maślanka, Maciej Ziobrowski
Ryc. 1. Zależność pomiędzy prostopadłą odległością od liniowego transektu, a liczbą obserwowanych bażantów.
Wykres oparto na skumulowanych danych liczby obserwowanych bażantów w przedziałach odległości
(wielokrotność 30 m) wiosną i jesienią 2010 na terenie Płaskowyżu Proszowickiego oraz Niziny Nadwiślańskiej.
Według tego równania prawdopodobieństwo zaobserwowania bażantów w środku przedziału
0 – 30 m. (15 m.) wynosiło 0,88. Dla odległości 45 m, 75 m i 105 m prawdopodobieństwo
zaobserwowania bażantów wynosiło odpowiednio 0,63; 0,39 i 0,15.
Odległość od
transektu (m)
Prawdopodobieństwo
obserwacji
Ocena liczebności bażantów
Płaskowyż Proszowicki
Nizina Nadwiślańska
wiosna
jesień
wiosna
jesień
15
0,88
32
14
74
18
45
0,63
40
60
75
13
75
0,38
13
5
61
5
105
0,14
14
0
7
0
135
0,00
0
0
0
0
Razem
-
99
79
217
36
Tab. 2. Ocena liczebności populacji bażanta w kwietniu i październiku 2010 na Płaskowyżu
Proszowickim oraz na Nizinie Nadwiślańskiej. Dane reprezentują trzykrotne przemarsze na liniowych
transektach wiosną oraz dwukrotne przemarsze jesienią. Ocenę liczebności wykonano posługując się
bazą danych (Tab. 1) oraz prawdopodobieństwa obserwacji według regresji prostoliniowej. (Ryc. 1).
102
TOM III.indd 102
3/9/12 4:48 AM
Ocena zagęszczenia populacji bażantów...
Na podstawie powyższej relacji oceniano liczbę bażantów w pasach taksacyjnych o szerokości
240m (2x120m). Taksacje wiosenne wykonane trzykrotnie dotyczyły powierzchni 583,2 ha
na Płaskowyżu Proszowickim i 592,8 ha na terenie Niziny Nadwiślańskiej. Dlatego ocenione
wiosenne zagęszczenie populacji wyniosło odpowiednio 16,7 i 36,6 bażantów/ 100 ha.
Natomiast taksacje jesienne były wykonane dwukrotnie i obejmowały powierzchnie 319,2 ha
(Płaskowyż Proszowicki) i 348,0 ha (Nizina Nadwiślańska). Obliczone na podstawie danych
z tabeli 2 jesienne zagęszczenie populacji wyniosło wiec odpowiednio 24,7 i 10,3 osobników/
100 ha. Reasumując jesienne zagęszczenie populacji na Płaskowyżu Proszowickim było 1,5 –
krotnie wyższe od wiosennego, natomiast na Nizinie Nadwiślańskiej jesienna populacja była
3,5 – krotnie niższa od populacji wiosennej.
Dyskusja
Otrzymane zagęszczenia populacji bażanta są znacznie wyższe od zagęszczeń tego gatunku,
jakie wykazano w obwodach polnych Dolnego Śląska. Wykonana ocena liczebności
podobną metodą jak w niniejszej pracy wykazała tam zagęszczenie rzędu 2,8 osobników/
100 ha powierzchni polnej [Szmyd – Gołba i in. 2007]. Kryjomski [1981] metodą taksacji
pasowej na sąsiednich obwodach przylegających do obwodu nr. 52 (Płaskowyż Proszowicki)
ocenił zagęszczenie populacji bażanta w zakresie 10,6 – 26,7 osobników/ 100 ha. Podobne
zagęszczenie (14,2 osobników/ 100 ha) oceniono na polach znajdujących się na terenach
miasta Krakowa [Chmurzyński 1997]. Wysokie zagęszczenie populacji bażantów, jakie
wykazano w niniejszej pracy są wynikiem wysokiego stopnia mozaikowatości środowiska
polnego. W naszym kraju stopień zróżnicowania zagęszczenia bażantów jest uzależniony
od różnych czynników działających lokalnie, takich jak charakter rolnictwa, stopnia jego
intensyfikacji oraz presji drapieżnictwa [Kamieniarz 1999]. Na obydwu terenach badań
dominują małe powierzchnie pól uprawnych podzielone miedzami, jest także znaczna
liczba niskich zakrzaczeń. Według Dzięciołowskiego i in. [1973] oraz Habra i in. [1979]
najlepszym środowiskiem dla bażanta są zróżnicowane pola uprawne z śródpolnymi remizami
śródpolnymi oraz drobnymi lasami o równinnej i falistej rzeźbie terenu.
Obserwowany wzrost od wiosny do jesieni zagęszczenia populacji bażanta na Płaskowyżu
Proszowickim świadczy o wysokim przyroście zrealizowanym lokalnej populacji. Natomiast
drastyczny spadek zagęszczenia bażantów, jaki w tym samym okresie zaobserwowano na
Nizinie Nadwiślańskiej wiąże się z powodzią, która nawiedziła ten teren latem 2010 roku.
Literatura
Bobek, B., Zając R., Szmyd-Gołba K. and Wasilewski R. 2005. Population dynamics of brown hare
(Lepus europeaus) and grey partridge (Perdix perdix) in the Bottom Valley of Vistula River.
Strony 293 – 294 [w:] Pohlmeyer K. (ed.) Extended Abstracts of XXVII-th Congress of the
International Union of Game Biologists, Hannover 2005, DSV- Verlag Hamburg.
Bresiński W., Kamieniarz R., Panek M. 2003. Gospodarowanie podstawowymi gatunkami zwierzyny
drobnej. Strony 83-135 [w:] R. Dzięciłowski (ed.) Poradnik zagospodarowania łowisk polnych
i gospodarowania podstawowymi gatunkami zwierzyny drobnej. Łowiec Polski. Sp. z o. o.
Warszawa. 2003.
103
TOM III.indd 103
3/9/12 4:48 AM
Marzena Albrycht, Jacek Maślanka, Maciej Ziobrowski
Buckland S.T., Burnham K. P., Anderson D. R., Laake J. L. 1993. Density estimation using distance
sampling. Chapman Hall. London. England.
Budna E., Grzybowska L. 2010. Leśnictwo. GUS. Warszawa. 2010.
Caughley E. 1977: Analysis of vertebrate populations. I: Wiley and Sons. London-New YorkSydney-Toronto.
Chmurzyński T. 1997. Dynamika liczebności populacji drobnej zwierzyny łownej i sarny polnej
w wybranych obwodach łowieckich województwa krakowskiego. Praca licencjacka Zakładu
Zoopsychologii i Etologii Zwierząt UJ. Kraków.
Czyżowski P., Karpiński M., Drozd L. 2006. Porównanie presji drapieżników na lęgi bażantów na
terenie miejskim i terenie rolniczym. Annales UMCS. Sec. EE. Vol. XXIV: 429 – 435.
Dzięciołowski R., Kowalina E., Płata Z., Sikorowski J. 1973. Bażant. PWRiL, Warszawa.
Haber A., Pasławski T., Zaborowski S. 1979. Gospodarstwo Łowieckie. PWN, Warszawa.
Hill D. A., Robertson P. A. 1988. The pheasant: Ecology, Manegement and Conservation. Blackwell
Scientific Publication Professional Books, Oxford: 1 – 278.
Kamieniarz R. 1999. Sytuacja bażanta w Polsce w latach 1990 – 1997. Strony: 145 – 151 [w:]
S. Kubiak (red.). Zwierzyna drobna jako elementy bioróżnorodności środowiska przyrodniczego.
Materiały konferencyjne – Włocławek 1997, Włocławskie Towarzystwo Naukowe.
Kryjomski J. 1981. Ocena liczebności zwierzyny drobnej w wybranych obwodach łowieckich
województwa krakowskiego. Praca magisterska Zakładu Ekologii Zwierząt UJ. Kraków.
Mroczek J. R., Pączka G. 2009. Analiza zmian liczebności wybranych gatunków zwierząt łownych
ekosystemów leśno-rolnych. 11: 183-188. Zeszyty Naukowe. Polskie Towarzystwo Inżynierii
Ekologicznej. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze.
Starkel L. (red.). 1991. Geografia Polski. Środowisko przyrodnicze. PWN. Warszawa.
Szmyd-Gołba K. 2004. Wpływ klimatu na liczebność zwierzyny drobnej. Brać Łowiecka 1 (70): 16 – 18.
Szmyd-Gołba K., Skrzypek W., Ślazyk K., Wiśniowska L. 2007. Populacje zwierzyny drobnej
na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych we Wrocławiu. Strony 113 – 128 [w:]
B. Bobek, A. Płaksej, W. Frąckowiak, D. Merta (red.) Gospodarka Łowiecka i ochrona populacji
dzikich zwierząt na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych we Wrocławiu. Tom I.
Wrocław 2007.
Szott M. 1980. Ratujmy wykoszone gniazda bażantów i kuropatw. Łowiec Polski, 5: 5.
Adres do korespondencji:
Marzena Albrycht
Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
e-mail: [email protected]
104
TOM III.indd 104
3/9/12 4:48 AM
Ewa Aplas
Andrzej Jurkowski
Andrzej Latusek
Olga Swornowska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.105-110
ISSN 1895-4421
PODOBIEŃSTWO GENETYCZNE LINII WSOBNYCH ŻYTA OZIMEGO OCENIANE
NA PODSTAWIE CECH MORFOLOGICZNYCH I MARKERÓW ISSR
GENETIC SIMILARITY OF INBRED RYE LINES ASSESSED ON THE BASIS OF
MORPHOLOGICAL FEATURES AND ISSR MARKERS
Abstrakt: Celem badań było określenie podobieństwa genetycznego w kolekcji 20 linii wsobnych żyta
ozimego pod względem cech morfologicznych i molekularnych. Ocena materiału badawczego została
przeprowadzona na podstawie analizy 11 wybranych cech morfologicznych oraz częstości występowania
wspólnych prążków, które uzyskano przez zastosowanie markerów ISSR. Na podstawie otrzymanych
matryc podobieństwa genetycznego wykreślone zostały dendrogramy. Topologia uzyskanych drzew jak
i zakres podobieństwa genetycznego różniły się od siebie w wyraźny sposób.
Słowa kluczowe: żyto ozime, markery ISSR, cechy morfologiczne
Summary: The aim of investigations was qualification of the genetic similarity in the chosen collection
under in relation to morphological and molecular features. 20 inbred lines of the winter rye were used
to the experience. The opinion of the investigative material was conducted on the basis of the analysis
11 morphological features, which were chosen, and the frequency of the occurrence of the common
stripes which were got by the use of ISSR markers. Dendrograms were crossed out on the basis of
the received matrices of the genetic similarity. The topology of trees as and they range of the genetic
similarity differed from each other in the clear way.
Keywords: winter rye, ISSR markers, morphological features
105
TOM III.indd 105
3/9/12 4:48 AM
Ewa Aplas, Andrzej Jurkowski, Andrzej Latusek, Olga Swornowska
WSTĘP
W programach hodowli roślin informacje dotyczące różnorodności genetycznej w obrębie
gatunku są niezbędne dla racjonalnego wykorzystania zasobów genetycznych. Są one
szczególnie przydatne w charakteryzowaniu poszczególnych odmian lub wykrywaniu różnic
w materiale genetycznym kolekcji. W celu wprowadzenia obiektywnych kryteriów selekcji
i efektywnego doboru materiału wskazane jest łączenie tradycyjnych metod hodowlanych z
technikami molekularnymi. Pozwoli to na wprowadzenie nowych sposobów analizowania
zmienności genetycznej i określania stopnia pokrewieństwa [Chakravarthy, Rambabu 2006].
Szybkie i trafne ustalenie podobieństwa genetycznego pomiędzy badanymi obiektami
umożliwia sprawną selekcję określonych form dla różnych celów badawczych i hodowlanych
oraz dobór właściwych komponentów rodzicielskich. Pozwala to na przyspieszenie procesów
hodowli mieszańcowej jak również otrzymywanie nowych populacji o wartościowych
cechach użytkowych.
Ocena materiałów hodowlanych pod kątem zróżnicowania genetycznego może być
przeprowadzana na podstawie wybranych cech morfologicznych, fenologicznych lub
markerów molekularnych. Na podstawie matryc podobieństwa genetycznego wykreślany
jest dendrogram, który stanowi graficzne przedstawienie podobieństwa badanych genotypów.
Celem badań była analiza podobieństwa linii wsobnych żyta ozimego pod względem cech
morfologicznych i markerów ISSR.
MATERIAŁY I METODY
W celu przeprowadzenia doświadczenia wybrano 20 linii wsobnych żyta ozimego
pochodzących z kolekcji Katedry Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa Uniwersytetu
Przyrodniczego we Wrocławiu. Linie zostały wyprowadzone z odmian Dańkowskie
Selekcyjne, Kazimierskie, Rogalińskie i miały zróżnicowany stopniem wsobności, który
mieścił się w przedziale od S8 do S34.
Ocena cech morfologicznych linii wsobnych żyta została przeprowadzona na 5 wybranych
losowo roślinach z każdej linii. Obserwacje były prowadzone od momentu kłoszenia się zboża
i brano pod uwagę 11 cech morfologicznych: owłosienie dokłosia, zabarwienie antocyjanowe
na kolankach, ościach, plewkach i uszkach, zabarwienie roślin, nalot woskowy na roślinie,
nalot woskowy na kłosie, kształt ości, kształt kłosa, barwa dokłosia. Doświadczenie zostało
wykonane przy założeniu, że wszystkie badane cechy są warunkowane monogenicznie
i występuje pełna dominacja. Każdą z cech potraktowano jako marker a uzyskane dane
przetransformowano na kod binarny. Cyfra „1” została przypisana do cech, które są
warunkowane genami dominującymi (obecność - owłosienia, zabarwienia antocyjanowego
na kolankach, ościach, plewkach i uszkach oraz nalotu woskowego na roślinie i kłosie;
ciemnozielone zabarwienie roślin; ość o prostym kształcie; prosty kłos; zielona barwa
dokłosia) natomiast „0” recesywnymi.
Do analiz molekularnych wykorzystano liść flagowy pobrany z tych samych roślin, które były
losowo wybierane do oceny cech morfologicznych. Izolację DNA przeprowadzono ze 100
mg materiału roślinnego z wykorzystaniem metody Junghansa i Metzlaffa [1990]. Następnie
sprawdzano ilość oraz jakość otrzymanego DNA. PCR został przeprowadzony w objętości 25
ul, każda próba, z zastosowaniem polimerazy Taq z dodatkiem BSA przy profilu termicznym
95˚C 4 min, 95˚C 1 min, 60˚C 1 min, 72˚C 30 s, 72˚C 10 min, 4˚C 8 min. W doświadczeniu
zastosowano startery ISSR - SCM138, SCM86, SCM43, SCM45, SCM177, SCM109 i WMS44
(stosowany również w badaniach nad pszenicą i dający dużą liczbę markerów różnicujących)
106
TOM III.indd 106
3/9/12 4:48 AM
Podobieństwo genetyczne linii wsobnych żyta ozimego...
[Bertin in 2001]. Sekwencje starterów SCM są chronione prawem patentowym a uzyskane
zostały na bazie licencji od Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen.
Otrzymane produkty amplifikacji rozdzielono w 8% żelach poliakryloamidowych, które
następnie wybarwiano w bromku etydyny w celu wizualizacji produktów. Kolejnym etapem
było ustalenie częstości wspólnych prążków i zapisania otrzymanych wyników w postaci
kodu binarnego gdzie „1” oznaczało obecność prążka, „0” jego brak.
Wartość podobieństwa genetycznego pomiędzy parami linii wsobnych oraz jej graficzne
zobrazowanie zarówno w analizie cech morfologicznych jak i molekularnej wykonano przy
użyciu programu POPGEN wykorzystującego do obliczeń wzór (GSij) zaproponowany
przez Nei i Li [1979] z zastosowaniem hierarchicznego algorytmu analizy skupień UPGMA.
Odległość genetyczną (D) obliczono jako: D = 1 - Gij
WYNIKI
Analiza 11 cech morfologicznych, potraktowanych w doświadczeniu jako markery,
umożliwiła przedstawienie relacji podobieństwa genetycznego w badanej kolekcji.
Największe podobieństwo o wartości 1,00 wystąpiło w parze linii 47/77 i 7/72 oraz 47/77/1
i 24/1. Oznacza to, że linie te pod względem ocenianych cech są praktycznie identyczne.
Natomiast najmniejsze podobieństwo, wynoszące 0,2727, wystąpiło pomiędzy liniami 5/5/5
i 4x18. Graficzne zobrazowanie podobieństwa genetycznego, pomiędzy badanymi liniami
przedstawia dendrogram (rys.1a), który w sposób wyraźny dzieli kolekcję linii na dwie grupy
główne A i B. Grupa A obejmuje tylko jedną linię 5/5/5, która jako jedyna posiadała nalot
woskowy na kłosie i charakteryzowała się odmienną barwą dokłosia od pozostałych linii.
Grupa B składa się z 19 linii, które ulokowano w dwóch podgrupach B1, w której można
wyodrębnić dwie kolejne podgrupy: B1.1, skupiającą linie 24/1, 47/77/1, 87/4, 98/2, Z-86/1
i B1.2 zawierająca linie Z-88/1, Z-80/1, 24, 47/77, 7/72, 87/3, 97, 4x18 oraz B2, obejmującą
pozostałe badane linie.
Przeprowadzone analizy molekularne z użyciem markerów ISSR w końcowym rezultacie
pozwoliły otrzymać 27 polimorficznych produktów, dzięki czemu można było zobrazować
różnice pomiędzy badanymi liniami. Najbardziej efektywnym i najsilniej różnicującym badane
genotypy był starter SCM109, który amplifikował 7 produktów. Starter WMS44 amplifikował
5 produktów, SCM138 i SCM45 po 4 produkty każdy, SCM86 3 produkty. Najmniej
produktów w liczbie 2 dały startery SCM43 i SCM177. Średnia liczba produktu otrzymanego
to 3,86 na starter. Wyniki analiz molekularnych pozwoliły określić linie, które wykazywały
największe podobieństwo genetyczne o wartości 0,8889, które wystąpiło pomiędzy liniami
Z86 i 4x18, 47/77 i Z86, 47/77 i Z-88/1 oraz 47/77 i 87/3. Duże podobieństwo genetyczne
o wartości 0,5556 wystąpiło pomiędzy linią KL-80/BIS/79 i liniami 97, 87/4, 87/3, 5/5,
Z-80/1. Największą odrębność o wartości 0,5185 wykazała para linii Z-86/1 i Z80/1. Na
podstawie uzyskanej matrycy podobieństwa genetycznego wykreślony został dendrogram
(rys.1b), który podzielił badane obiekty na dwie grupy główne A i B. Grupę A stanowi jedna
linia KL-80/BIS/79. Grupa B natomiast składa się z dwóch podgrup: B1 obejmującą tylko
jedną linię Z-86/1 oraz B2, w której można wyodrębnić dwie podgrupy: B2.1, skupiającą linie
7/72, 47/77/1, 47/7/5, 24/1, 5/5, Z-80/1 i B2.2 z pozostałymi 12 liniami.
107
TOM III.indd 107
3/9/12 4:48 AM
Ewa Aplas, Andrzej Jurkowski, Andrzej Latusek, Olga Swornowska
Ryc.1. Dendrogram podobieństw linii wsobnych żyta ozimego uzyskany na podstawie analizy a) cech
morfologicznych (u góry), b) markerów molekularnych ISSR (na dole)
108
TOM III.indd 108
3/9/12 4:49 AM
Podobieństwo genetyczne linii wsobnych żyta ozimego...
DYSKUSJA
Naukowcy często korzystają z więcej niż jednej metody do analizy podobieństwa genetycznego.
Celem takich działań oprócz porównania metod jest zminimalizowanie błędów, którymi
mogą być obarczone poszczególne techniki. Na przykład, Vaillancourt i in. [2008] stosował
markery SCAR i ISSR do analizy podobieństwa genetycznego u żyta i pszenicy. Należy
również pamiętać, że przy wyborze odpowiednich metod służących do badań podobieństwa
genetycznego należy wziąć pod uwagę ich skuteczność, powtarzalność i koszty.
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że analiza cech morfologicznych
i markerów ISSR umożliwiła przedstawienie relacji podobieństwa genetycznego pomiędzy
badanymi liniami wsobnymi. Do zobrazowania wyników wykorzystano metodę UPGMA,
którą u zbóż stasuje się bardzo często. Między innymi używano jej przy ocenie zróżnicowania
genetycznego jęczmienia [Struss i Plieske 1998], żyta [Bednarek i in 1999, Myśków i in.
2001], owsa [Chrząstek i in. 2006] i pszenicy [Prasad i in. 2000].
Topologia otrzymanych dendrogramów jak i zakres podobieństwa genetycznego uzyskany
na podstawie analizy cech morfologicznych i markerów ISSR różniły się. W przypadku
szacowania podobieństwa genetycznego na podstawie analizy cech morfologicznych
nie uzyskano zróżnicowania pomiędzy dwoma parami linii w obrębie badanej kolekcji.
Należy jednak pamiętać, że na potrzeby uproszczenia wykonywanych analiz założono, że
wszystkie badane cechy są warunkowane monogenicznie i występuje pełna dominacja, co
z pewnością ma wpływ na otrzymane wyniki i wysoką niezgodność pomiędzy graficznym
przedstawieniem końcowych wyników obu metod. Analiza z wykorzystaniem markerów
ISSR pozwoliła otrzymać od 2 do 7 produktów różnicujących z jednego startera. Wynik
ten pokrywa się z badaniami Stojałowskiego i in. [2004]. Natomiast otrzymana liczba 3,86
markera na starter różni się od wyników Bolibok i in. [2005] gdzie średnia liczba amplifikacji
wynosiła 4,64 markera na starter. Jednak otrzymana wartość w badaniach własnych okazała się
wystarczająca by zobrazować zróżnicowanie genetyczne wybranych linii do doświadczenia.
W badaniach nad żytem ozimym można stwierdzić, że najbardziej efektywne jest zastosowanie
różnych technik markerowych oraz różnych współczynników i funkcji statystycznych
w jednej analizie, czego dowodzą wyniki badań Bolibok i in [2005]. Pozwala to na
wykorzystanie wielu źródeł polimorfizmu i otrzymanie bardziej wiarygodnych informacji
o relacjach genetycznych badanego materiału. Otrzymane w niniejszej pracy wyniki
wymagają sprawdzenia za pomocą innych metod.
WNIOSKI
• Analiza cech morfologicznych i markerów ISSR umożliwiła przedstawienie relacji
podobieństwa genetycznego pomiędzy badanymi liniami wsobnymi.
• Analiza cech morfologicznych nie pozwoliła na zróżnicowanie genetyczne dwóch par badanych
linii kolekcji, co mogło wynikać z uproszczeń dotyczących metody opisywania badanych cech.
• Zastosowane w doświadczeniu startery ISSR amplifikowały wystarczającą liczbę
polimorficznych markerów do przeprowadzenia analiz.
• Starter SCM109 najsilniej różnicował badaną kolekcję. Amplifikował 7 produktów. Najmniej
produktów otrzymano po zastosowaniu starterów SCM43 i SCM177 (2 produktów).
• Topologia otrzymanych dendrogramów jak i zakres podobieństwa genetycznego uzyskany
na podstawie analizy cech morfologicznych i markerów ISSR różniły w wyraźny sposób.
109
TOM III.indd 109
3/9/12 4:49 AM
Ewa Aplas, Andrzej Jurkowski, Andrzej Latusek, Olga Swornowska
LITERATURA
Bednarek P., Chwedorzewska K., Króliczak J., Puchalski J., Zawada M. 1999. Wykorzystanie
markerów genetycznych typu AFLP do badań zmienności genetycznej linii wsobnych żyta. Biul.
IHAR, 211: 219-227.
Bertin P., Gregoire D., Massart S., Froidmont D. 2001. Genetic diversity among European cultivated
spelt revealed by microsatellites. Theor. Appl. Genet., 102: 148-156.
Bolibok H., Rakoczy-Trojanowska M., Hromada A., Pietrzykowski R. 2005. Efficiency of different
PCR-based marker system in assesing genetic diversity among Winter rye (Secale cereale L.)
inbred lines. Euphytica, 146: 109-116.
Chakravarthy K.B., Rambabu N. 2006. SSR marker based DNA fingerprinting and diversity study in
rice (Oryza sativa L.). Afr. J. Biotechnol., 5: 684-688.
Chrząstek M., Paczos-Grzęda E., Kruk K. 2006. Ocena zróżnicowania polskich odmian owsa (Avena
sativa L.). Acta Agrophysica 8(2): 319-326.
Junghans H., Metzlaff M.1990. A simple and rapid method for the preparation of total plant DNA.
Biotechniques, 8(2): 176.
Myśków B., Masojć P., Banek-Tabor A., Szołkowski A. 2001. Genetic diversity of inbred rye lines
evaluated by RAPD analysis. J.Appl. Genet., 42 (1): 1-14.
Nei M., Li W.-H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction
endonucleases. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 76: 5269-5273.
Prasad M., Varshney R.K., Roy J.K., Balyan H.S., Gupta P.K. 2000. The use of microsatelites for
detecting DNA polymorhism, genotype identification and genetic diversity in wheat. Theor. Appl.
Genet., 100: 584-592.
Stojałowski S., Milczarski P., Masojć P. 2004. Przydatność markerów ISSR do identyfikacji linii
wsobnych oraz mapowania genomu żyta. Biul. IHAR, Nr 231: 237-246.
Struss D., Plieske J. 1998. The use of microsatellite markers for detection of genetic diversity in
barley populations. Theor. Appl. Genet., 97: 308-315.
Vaillancourt A., Nkongolo K.K., Michael P., Mehes M. .2008. Identification, characterisation, and
chromosome locations of rye and wheat specific USSR and SCAR markers useful for breeding
purposes. Euphytica, 159: 297–306.
Adres do korespondencji:
Ewa Aplas
Katedra Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Plac Grunwaldzki 24A, 50-363 Wrocław
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Henryk Bujak prof. nadzw.
Badania wykonane z środków UE, Nr grantu DG-G/2562/10
110
TOM III.indd 110
3/9/12 4:49 AM
Janusz Augustynowicz
Stefan Pietkiewicz
Mohamed Hazem Kalaji
Barbara Podlaska
Stefan Russel
EPISTEME
12/2011, t. II
s.111-116
ISSN 1895-4421
Wpływ nawożenia osadem ściekowym na wydajność aparatu
fotosyntetycznego Sida hermaphrodita (L.) Rusby mierzonego za
pomocą wybranych parametrów fluorescencji chlorofilu a
The effect of sludge fertilization on photosynthetic apparatus
efficiency of Sida hermaphrodita (L.) Rusby measured as choosen
parameters of chlorophyll a fluorescence
Abstrakt: Utylizacja osadów ściekowych jest narastającym problemem z powodu budowy coraz większej liczby oczyszczalni
ścieków. Celem badań przedstawionych w niniejszej pracy było określenie wpływu nawożenia osadem ściekowym
pochodzącym z komunalnej oczyszczalni ścieków, na wybrane parametry fizjologiczne związane z wydajnością aparatu
fotosyntetycznego ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby). Badania przeprowadzono w 2007 r. na
terenie Instytutu Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, w doświadczeniu dwuczynnikowym w układzie losowanych
bloków z trzema powtórzeniami. Badania obejmowały następujące warianty: kontrolny bez nawożenia azotem oraz z 0% i
100% udziałem azotu pochodzącego z osadu ściekowego w dawce ogólnej 170 kg/ha. W trzech terminach przeprowadzono
pomiary parametrów fluorescencji chlorofilu a: wskaźnika maksymalnej wydajności kwantowej fotoukładu II fotosyntezy
(FV/FM) i wskaźnika funkcjonowania fotoukładu II fotosyntezy (P.I.). Stwierdzono, że pod koniec okresu wegetacji osad
ściekowy wpływał stymulująco na wydajność aparatu fotosyntetycznego ślazowca pensylwańskiego mierzonego za
pomocą sumarycznego wskaźnika funkcjonowania fotoukładu II (P.I.) i sumarycznego wskaźnika maksymalnej wydajności
kwantowej fotoukładu II (FV/FM).
Słowa kluczowe: Roślina energetyczna, osad ściekowy, ślazowiec pensylwański, wskaźnik maksymalnej wydajności
kwantowej fotoukładu II fotosyntezy (FV/FM), wskaźnik funkcjonowania fotoukładu II fotosyntezy (P.I.).
Summary: Sludge utilization is a grown problem due an increase the amount of newly built up wastewater treatment
plants. It seems the most rational way to use this sludge is to consume it in agricultural systems, which meets two goals
simultaneously: the plants (crops) use mineral nutrients from the sludge and purifies sludge treated soil from heavy metals and
other contaminations. The aim of experiment was to investigate effects of fertilization with sludge obtained from municipal
wastewater treatment plant on chosen physiological parameters related to photosynthetic apparatus efficiency of Virginia
mallow (Sida hermaphrodita (L.) Rusby) plant. The experiment was conducted in 2007 at the Institute of Land Reclamation
and Grassland (IMUZ) in a two factorial randomized blocks designed with 3 replicates. The experiment involved the following
treatments: a control without additional nitrogen fertilization and others with 0% and 100% share of nitrogen from a sludge
within total rate 170 kg N/ha. Potassium fertilization was 240 kg/ha for each variant. The following indices of physiological
activity of the apparatus were used: index of photosystem II (PS II) functioning and vitality (Performance Index, P.I.) and
maximum quantum yield of PS II (Fv/Fm). Physiological analyses were performed on three dates: July 2nd (initial growth
phase), August 2nd (full growth stage) and October 17th (the final growth stage). Our results showed that, stimulatory effect
of sludge on efficiency of photosynthetic apparatus measured as index of photosystem II (PS II) functioning and vitality
(Performance Index, P.I.) and maximum quantum yield of PS II (Fv/Fm) was found at the end of vegetation period.
Key words: Energetic plant, sewage sludge, Virginia mallow, maximum quantum yield of PS II (Fv/Fm), index of photosystem
II (PS II) functioning and vitality (Performance Index, P.I.).
111
TOM III.indd 111
3/9/12 4:49 AM
Janusz Augustynowicz, Stefan Pietkiewicz, Mohamed Hazem Kalaji...
WSTĘP
Zgodnie z dyrektywą UE (2001) w sprawie promocji energii elektrycznej ze źródeł
odnawialnych na wewnętrznym rynku energii elektrycznej, każde z państw członkowskich Unii
Europejskiej powinno osiągnąć do 2010 r. udział energii z odnawialnych źródeł w wielkości
12% zużycia energii brutto, natomiast cała Wspólnota na poziomie 22,1 %. Zatwierdzona
przez Sejm Rzeczypospolitej Polskiej Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej (2001)
promuje rozwój odnawialnych źródeł energii w naszym kraju i wskazuje podstawowe cele
i warunki rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce do roku 2020. Jednym ze źródeł energii
odnawialnej jest biomasa, pozyskiwana między innymi z tzw. roślin energetycznych jak np.:
słonecznik bulwiasty, ślazowiec pensylwański, rdestowiec sachaliński, mozga trzcinowa,
miskant olbrzymi, wierzba krzewiasta i inne (Augustynowicz i in., 2008a).
Obecnie coraz większą popularnością wśród badaczy roślin energetycznych cieszy się
ślazowiec pensylwański (Sida hermaphrodita (L.) Rusby) pochodzący z Ameryki Północnej,
gdzie występuje w warunkach naturalnych. Różne gatunki z rodzaju Sida spotkać można
również na pustynnych i półpustynnych terenach Afryki, Australii i Wysp Zielonego
Przylądka (Clement, 1957).
Badania roślin energetycznych mają na celu opracowanie takiego sposobu ich uprawy
aby uzyskać maksymalny przyrost biomasy. Można tutaj wyróżnić dwa sposoby uprawy:
tradycyjny, polegający na dostarczaniu azotu z konwencjonalnych źródeł takich jak nawozy
mineralne lub przy użyciu jako jego źródła uciążliwego dla środowiska przyrodniczego
odpadu, jakim jest osad ściekowy (Augustynowicz i in., 2008b).
Przywracanie glebie składników zgromadzonych w osadach ściekowych jest właściwe nie tylko
z gospodarczego punktu widzenia, lecz także niezbędne do zachowania i odtwarzania ekologicznej
równowagi. Skład mineralny i organiczny osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków jest
zbliżony do glebowej substancji organicznej – próchnicy (Bączalska, 1998). Dzięki temu możliwe
jest przyrodnicze, a w tym i rolnicze wykorzystanie osadów ściekowych (Bień, 2002).
Celem pracy było zbadanie wpływu nawożenia osadem ściekowym pochodzącym
z komunalnej oczyszczalni ścieków na aktywność aparatu fotosyntetycznego ślazowca
pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby).
MATERIAŁ I METODY
W 2007 r. w Instytucie Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach k. Warszawy
przeprowadzono dwuczynnikowe doświadczenie, założone w układzie losowanych bloków
z trzema powtórzeniami. W każdym powtórzeniu zastosowano osiem roślin. Stosowano
następujące kombinacje nawozowe:
• próba zerowa (bez nawożenia azotem) („0”),
• 100% N z osadu, 0% N z nawozu mineralnego („100% osad”),
• 0% N z osadu, 100% N z nawozu mineralnego („0% osad”).
W kombinacjach z osadem ściekowym stosowano nawożenie osadem komunalnym w ilości
odpowiadającej 170 kg czystego azotu/ha. Stosowana dawka azotu została ustalona zgodnie
z dopuszczalnym maksimum wynikającym z Ustawy o nawozach i nawożeniu (2000).
Dodatkowa każda kombinacja nawozowa, włącznie z kombinacją „0”, została wzbogacona
mineralnym nawozem potasowym w ilości 240 kg K/ha.
112
TOM III.indd 112
3/9/12 4:49 AM
Wpływ nawożenia osadem ściekowym na wydajność aparatu fotosyntetycznego...
Pomiary wskaźników fizjologicznych charakteryzujących aparat fotosyntetyczny topinambura
przeprowadzono w trzech terminach: 2 lipca, 2 sierpnia oraz 17 października. Jako wskaźniki
fizjologicznej aktywności tego aparatu przyjęto:
• wskaźnik funkcjonowania fotoukładu II (ang. Performance Index, P.I.) i maksymalnej
wydajności kwantowej fotoukładu II (FV/FM). Te wskaźniki zalecają Kalaji i Łoboda
(2007) jako najlepsze indykatory wydajności aparatu fotosyntetycznego mierzonej
techniką detekcji i analizy sygnału fluorescencji chlorofilu a.
• wskaźnik funkcjonowania fotoukładu II zmierzono na trzech poziomach łanu (górnym,
środkowym i dolnym), natomiast wskaźnik maksymalnej wydajności kwantowej
fotoukładu II dla całego łanu, w trzech powtórzeniach dla każdej kombinacji nawozowej.
Wyniki opracowano statystycznie przy pomocy pakietu SAS 9.1.
WyniKi i dySKuSjA Przeprowadzona analiza wariancji badanych wskaźników
nie wykazała istotnych różnic ze względu na zastosowane kombinacje nawozowe.
Zaobserwowano jedynie tendencje wpływu tych kombinacji, jednak ze stosunkowo małym
prawdopodobieństwem (p = 0,65 – 0,95), które nie pozwalało na wyciągnięcie statystycznie
istotnych wniosków.
Na rysunku 1 przedstawiono dane obrazujące zmiany w okresie wegetacji, sumarycznego
wskaźnika funkcjonowania fotoukładu II (PSII) ślazowca pensylwańskiego nawożonego
osadem ściekowym. W lipcowym terminie pomiarów najwyższe wartości badanego wskaźnika
zaobserwowano dla kombinacji „0% osad” a najniższe dla kombinacji „0”. W sierpniu również
nie zauważono stymulującego wpływu osadu ściekowego na wartości P.I.. W kombinacji
z osadem ściekowym wskaźnik funkcjonowania fotoukladu II był najniższy. Pod koniec okresu
wegetacji osad ściekowy nieznacznie stymulował wzrost aktywności aparatu fotosyntetycznego
roślin badanego gatunku. Podobne wyniki uzyskał Augustynowicz i in. (2008a).
Ryc. 1. Zmiana w okresie wegetacji sumarycznego wskaźnika P.I. w liściach ślazowca pensylwańskiego
nawożonego osadem ściekowym
W przypadku liści warstwy górnej łanu wartości wskaźnika funkcjonowania PSII w dniu
2.07 wskazują, iż zastosowanie osadu ściekowego zmniejszyło aktywność aparatu
fotosyntetycznego badanej rośliny (Rys. 2A). Najwyższe wartości badanego wskaźnika
uzyskano dla kombinacji ze 100% udziałem nawozu mineralnego w dawce nawozowej.
Wyniki pomiarów przeprowadzonych w miesiąc później (2.08) wskazywały na podobną
tendencję działania osadu ściekowego na wskaźnik funkcjonowania roślin. Największe
wartości P.I. uzyskano dla kombinacji „0% osad”. Pomiary jesienne (17.10) wykazały znaczne
obniżenie aktywności aparatu fotosyntetycznego dla wszystkich kombinacji nawozowych
w stosunku do wcześniejszych terminów pomiarowych.
113
TOM III.indd 113
3/9/12 4:49 AM
Janusz Augustynowicz, Stefan Pietkiewicz, Mohamed Hazem Kalaji...
Uzyskane w dniu 2.07 wyniki dla liści warstwy środkowej łanu pokazują, że zastosowanie
osadu ściekowego doprowadziło do zmniejszenia wartości wskaźnika funkcjonowania PSII (P.I.)
w stosunku do pozostałych kombinacji (Rys. 2B). W dniu 02.08 aktywność aparatu
fotosyntetycznego była najniższa w kombinacji z osadem ściekowym. W tym terminie najwyższą
wartość wskaźnika P.I. stwierdzono w roślinach poddanych nawożeniu ze 100% udziałem nawozu
mineralnego. W terminie październikowym (17.10) najwyższą wartość badanego wskaźnika
zaobserwowano dla kombinacji z nawozem mineralnym, najniższą zaś dla kombinacji kontrolnej.
Badanie wskaźnika funkcjonowania PSII (P.I), dla liści warstwy dolnej łanu w dniu
02.07 wykazało wyraźny stymulujący wpływ osadu ściekowego na aktywność aparatu
fotosyntetycznego roślin (Rys. 2C). Najwyższą wartość wskaźnika funkcjonowania fotosystemu
II uzyskano dla kombinacji ze 100% udziałem osadu ściekowego w dawce nawozowej. Wyniki
pomiarów przeprowadzonych miesiąc później (2.08) nie wykazały stymulującego wpływu
osadu ściekowego na wartości P.I. Najwyższą wartość badanego wskaźnika stwierdzono dla
kombinacji kontrolnej. Pod koniec wegetacji aktywność aparatu fotosyntetycznego liści dolnej
warstwy łanu słonecznika bulwiastego była niska, a rośliny zaczęły więdnąć i zamierać. Z prac
innych autorów wynika, że aktywność aparatu fotosyntetycznego różnych roślin jest niższa
jesienią niż wiosną i latem (Kalaji i in., 2004a, Kalaji, 2004).
Ryc. 2A. Zmiana w okresie wegetacji wskaźnika P.I. w górnej warstwie liści ślazowca pensylwańskiego
nawożonego osadem ściekowym
Ryc. 2B. Zmiana w okresie wegetacji wskaźnika P.I. w środkowej warstwie liści ślazowca
pensylwańskiego nawożonego osadem ściekowym
Ryc. 2C. Zmiana w okresie wegetacji wskaźnika P.I. w dolnej warstwie liści ślazowca pensylwańskiego
nawożonego osadem ściekowym
114
TOM III.indd 114
3/9/12 4:49 AM
Wpływ nawożenia osadem ściekowym na wydajność aparatu fotosyntetycznego...
Liczne badania potwierdzają, że parametr FV/FM określa potencjalną wydajność PSII
i może być wykorzystywany jako wiarygodny wskaźnik aktywności fotochemicznej
aparatu fotosyntetycznego. Dla większości roślin w fazie pełnego rozwoju i w warunkach
bezstresowych maksymalna wartość tego parametru wynosi 0,83 (Angelini i in. 2001). Jego
obniżenie świadczy o tym, że badana roślina wcześniej była narażona na działanie czynników
stresowych, które uszkodziły funkcje PSII, zmniejszając efektywność transportu elektronów
(He i in. 1996).
Na rysunku 3 przedstawiono zmiany maksymalnej wydajności kwantowej fotoukładu II
(FV/FM), w poszczególnych terminach pomiarów (wartości sumaryczne), u roślin ślazowca
pensylwańskiego w ciągu całego okresu wegetacji, nawożonych osadem ściekowym.
Największe wartości analizowanego wskaźnika odnotowano w terminie sierpniowym
(2.08) i były one porównywalne z wartościami zaobserwowanymi w lipcu (2.07), najniższe
zaś pod koniec okresu wegetacji. Na uwagę zasługuje fakt, iż w pierwszych miesiącach
wegetacji nie zaobserwowano stymulującego wpływu osadu ściekowego na badany wskaźnik
w stosunku do pozostałych kombinacji nawozowych. W terminie październikowym (17.10)
osad ściekowy nieznacznie wpływa na wzrost wartości wydajności kwantowej fotoukładu II.
Ryc. 3. Zmiana w okresie wegetacji sumarycznej maksymalnej wydajności kwantowej fotoukładu II (FV/
FM) w liściach ślazowca pensylwańskiego nawożonego osadem ściekowym
Reasumując można stwierdzić, że na początku okresu wegetacji dolna warstwa liści ślazowca
pensylwańskiego w kombinacji z 100% udziałem osadu ściekowego w dawce nawozowej
wykazywała istotnie wyższy wskaźnik funkcjonowania fotoukładu II. W terminie sierpniowym
nastąpił nieznaczny wzrost aktywności aparatu fotosyntetycznego badanych roślin. Pod
koniec okresu wegetacji największe sumaryczne wartości P.I. jak i maksymalnej wydajności
kwantowej fotoukładu II zaobserwowano u roślin kombinacji z osadem ściekowym.
Wnioski
• Pod koniec okresu wegetacji osad ściekowy wpływał stymulująco na wydajność aparatu
fotosyntetycznego ślazowca pensylwańskiego mierzonego za pomocą sumarycznego
wskaźnika funkcjonowania fotoukładu II (P.I.) i sumarycznego wskaźnika maksymalnej
wydajności kwantowej fotoukładu II (FV/FM).
• Na początku okresu wegetacji (lipcowy termin pomiarów) osad ściekowy stymulował
wartości P.I. w dolnej warstwie liści ślazowca pensylwańskiego.
• W środkowym okresie wegetacji (sierpniowy termin pomiarów) osad ściekowy
negatywnie wpływał na wartości P.I.
115
TOM III.indd 115
3/9/12 4:49 AM
Janusz Augustynowicz, Stefan Pietkiewicz, Mohamed Hazem Kalaji...
LITERATURA
Angelini G., Ragni P., Esposito D., Giardi P., Pompili M.L., Moscardelli R., Giardi M.T. 2001.
A device to study the effect of space radiation on photosynthetic organisms. Physica Medica - Vol.
XVII, Supplement 1, 1 st International Workshop on Space Radiation Research and 11th Annual
NASA Space Radiation Health Investigators’ Workshop Arona (Italy), May 27-31, 2000.
Augustynowicz J.,, S. Pietkiewicz, M. Kalaji, S. Russel. 2008a. Wpływ preparatów EM na wybrane
parametry fizjologiczne i produkcję biomasy przez rośliny energetyczne na przykładzie
słonecznika bulwiastego (topinambura), Wielokierunkowość badań w rolnictwie i leśnictwie,
tom nr 2, ss. 9 – 24, UR w Krakowie, Kraków.
Augustynowicz J., S. Pietkiewicz, M. Kalaji, S. Russel. 2008b. Wpływ preparatów EM na wybrane
parametry fizjologiczne roślin energetycznych nawożonych osadem ściekowym na przykładzie
ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), Ekologia i Technika, Vol. XVI, nr
5A, ss. 11 – 19, Bydgoszcz.
Bączalska D. 1998. Ocena możliwości składowania skratek pochodzących z Grupowej Oczyszczalni
Ścieków we Włocławku na miejskim wysypisku komunalnym, Mat. Konf. Nauk. – Techn. Osady
ściekowe w praktyce, Częstochowa – Ustroń.
Bień J. B., 2002. Osady ściekowe. Teoria i Praktyka, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
Clement I. D. 1957. Studies in Sida (Malvaceae). Contrib. Greg. Herb., 180, 1 - 91.
He J., Chee C.W., Goh C.J. 1996. Photoinhibition of Heliconia under natural tropical conditions:
the importance of leaf orientation for light interception and leaf temperature. Plant Cell
Environ. 19, 1238-1248.
Kalaji M. H., Rykaczewska K., Pietkiewicz S., Kotlarska-Jaros E.2004a. Wpływ dolistnego
nawożenia siarkowo-azotowego na aktywność i rozwój roślin ziemniaka [określany] metodą
fluorescencji chlorofilu a. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 496, 367-374.
Kalaji M.H. 2004. Chlorophyll fluorescence a: A new tool to be exploited in plant breeding programs.
Workshop: Improvement of tolerance to environmental stress and quality in cereals. CICSA.
IHAR, Radzików, Polska. 25-27.03.2004. p 14-15.
Kalaji M.H., Łoboda T. 2007. Photosystem II of barley seedlings under cadmium and lead stress.
Plant, Soil Environ., 53, 511-516.
Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej. 2001.
Ustawa z dnia 26 lipca 2000 r. o nawozach i nawożeniu. (Dz. U. Nr 89, poz. 991).
Dyrektywa 2001/77/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie
promocji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych na wewnętrznym rynku energii
elektrycznej.
Adres do korespondencji:
Zakład Sanitacji i Higienizacji Wsi, Instytut Technologiczno – Przyrodniczy, Raszyn
Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rolnictwa i Biologii
Samodzielny Zakład Biologii Mikroorganizmów, Wydział Rolnictwa i Biologii
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
116
TOM III.indd 116
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Banek
EPISTEME
12/2011, t. II
s.117-123
ISSN 1895-4421
GRZYBY pleśniowe zasiedlające liście Roślin PASTEWNYCH
przeznaczonych do zakiszania
Molds colonizing leaves of forage plants for silage
Abstrakt: Obecność grzybów pleśniowych w kiszonkach ma negatywny wpływ na ich jakość, między
innymi zmniejsza stabilność tlenową kiszonek oraz wpływa na zanieczyszczenie mykotoksynami. Celem
badań było poznanie grzybów pleśniowych, w tym gatunków toksynotwórczych, zasiedlających liście
roślin przeznaczonych do zakiszania. Ocenę mikologiczną liści roślin pastewnych przeprowadzono
na podstawie próbek pobranych z 5 miejscowości na terenie województwa podkarpackiego. Grzyby
pleśniowe izolowano poprzez wypłukanie ich sterylnym płynem fizjologicznym, posiew na podłoże
selektywne oraz identyfikację na podstawie obserwacji makro- i mikroskopowych. Z liści czterech
gatunków roślin pastewnych wyodrębniono przede wszystkim grzyby należące do rodzajów Fusarium,
Alternaria, Mucor oraz Absidia. Ponadto odnotowano także obecność gatunków toksynotwórczych
takich jak: Alternaria alternata, Fusarium graminearum, Penicillum verrucosum, Aspergillus flavus
i Aspergillus ochraceus.
Słowa kluczowe: grzyby pleśniowe, rośliny pastewne
Summary: The presence of molds in silage has a negative effect on their quality, including reducing
aerobic stability and affects to contamination by mycotoxins. Aim of this study was to determine the
fungi, including toxin-forming species colonizing leaves of forage plants for silage. A mycological
assessment of forage crops leaves was performed on samples taken from 5 places in the Podkarpackie
Province. Molds were isolated by rinsing leaves with sterile physiological fluid, inoculated on selective
medium and identification based on macro- and microscopic observations. From leaves of fodder plants
were isolated fungi belonging to Fusarium, Alternaria, Mucor and Absidia. In addition there were also
toxin-forming species such as: Alternaria alternata, Fusarium graminearum, Penicillum verrucosum,
Aspergillus flavus and Aspergillus ochraceus.
Key words: molds, forage crops
117
TOM III.indd 117
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Banek
Wstęp
Grzyby pleśniowe stanowią liczną część mikroflory występującej na organach wegetatywnych
i generatywnych roślin [Purwin i wsp. 2006]. Pitt [2000] uważa grzyby z rodzaju Fusarium
za główne patogeny roślin zbożowych, które porażają wszystkie organy zbóż we wszystkich
fazach rozwojowych. Natomiast grzyby należące do rodzaju Aspergillus i Penicillium to
saprobionty, które występują wtórnie na przechowywanych i suszonych surowcach roślinnych.
Szczególnie niepożądane jest występowanie grzybów pleśniowych w surowcach roślinnych
przeznaczonych do zakiszania. Według Purwin i wsp. [2006] pleśnie ograniczają stabilność
tlenową kiszonek oraz pogarszają ich jakość w wyniku produkcji mykotoksyn.
Z kolei te wtórne metabolity przemiany materii grzybów pleśniowych wykazują bardzo silne
działanie toksyczne na organizmy stałocieplne. Libudzisz i wsp. [2009] wyraźnie podkreślają,
że obecność mykotoksyn w produktach spożywczych i surowcach roślinnych dyskwalifikuje
je w przeznaczeniu do spożycia przez ludzi i zwierzęta. Szerokie rozprzestrzenianie się pleśni
toksynotwórczych stanowi istotny problem z ekologicznego, społecznego i ekonomicznego
punktu widzenia [Wogan 1968; Bennett i Klich 2003].
Celem badań była analiza jakościowa grzybów pleśniowych oraz gatunków toksynotwórczych
na liściach: buraka pastewnego, kukurydzy, kupkówki pospolitej i wiechliny łąkowej
przeznaczonych do zakiszania na terenie województwa podkarpackiego.
Materiały i metody
Ocenie mikologicznej poddano liście roślin pastewnych: kukurydzy zwyczajnej (Zea mays L.),
buraków pastewnych (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. crassa Alef. var. Rapa), kupkówki
pospolitej (Dactylis glomerata L.), wiechliny łąkowej (Poa pratensis L.). Liście traw pobierano
we wczesnych fazach rozwojowych (początek kłoszenia i wyrzucania wiech) natomiast liście
kukurydzy w fazie woskowej a buraków pastewnych w fazie dojrzałości korzeni. Wszystkie
gatunki roślin pobrano z 5 miejscowości województwa podkarpackiego: Budziwój, Chmielnik
oraz Trzebuska w powiecie rzeszowskim, Krzywa i Ropczyce w powiecie ropczyckosędziszowskim. Z każdej miejscowości pobrano 3 próbki danego gatunku rośliny (każda
z próbek była pobrana z obszaru 1 ara). Pobrane próbki umieszczono w workach z polietylenu,
do czasu wykonania oznaczeń przechowywano w warunkach chłodniczych.
W warunkach laboratoryjnych z liści izolowano grzyby pleśniowe poprzez wypłukanie ich
sterylnym płynem fizjologicznym. Po przygotowaniu kolejnych rozcieńczeń wykonano
posiew wgłębny stosując podłoże selektywne agar Czapek-Dox. Dla każdej próby wykonano
trzy powtórzenia. Próbę stanowiło 10g liści określonego gatunku z danej miejscowości.
Płytki Petriego z podłożem hodowlanym i inokulum inkubowano w temperaturze 25oC przez
3-5 dni. Następnie izolowano czyste kultury grzybów i ponownie inkubowano je przez 3-5
dni w temperaturze 25oC.
Czyste kultury pleśni zidentyfikowano na podstawie obserwacji makroskopowych i mikroskopowych.
Obserwacje makroskopowe dotyczyły cech morfologicznych tj. struktury i zabarwienia grzybni
powietrznej i rewersu kolonii pleśni. Z kolei obserwacje mikroskopowe dotyczyły kształtów strzępek
plechy, konidioforów oraz konidii. W identyfikacji rodzajowej i gatunkowej grzybów posłużono się
kluczem mikologicznym Fassatiova [1983] oraz Peberby [1987].
118
TOM III.indd 118
3/9/12 4:49 AM
Grzyby pleśniowe zasiedlające liście roślin pastewnych...
Wyniki i dyskusja
Na podstawie przeprowadzonej analizy jakościowej liści badanych roślin wyodrębniono
grzyby pleśniowe należące do 7 rodzajów. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 1.
Oznaczenia mikologiczne liści buraków pastewnych wskazują na obecność zarodników
grzybów z rodzaju Alternaria, Absidia, Aspergillus, Fusarium, Mucor i Penicillium.
Stwierdzono, że dominują zarodniki grzybów z rodzaju Alternaria (liczne pleśnie obecne
w próbkach pobranych z 4 spośród 5 miejscowości) i Fusarium (grzyby występowały na
liściach pobranych z 3 spośród 5 miejscowości). Największe zanieczyszczenie pleśniami
stwierdzono na liściach buraków pastewnych pobranych z Ropczyc i Chmielnika.
Wśród pleśni toksynotwórczych stwierdzono obecność Alternaria alternata (Fries) Keissler,
Fusarium graminearum Schwabe, Aspergillus ochraceus Wilhelm i Penicillium verrucosum Dierckx.
Na powierzchni liści kukurydzy występowała najbardziej różnorodna mikoflora.
Najliczniejszą grupę stanowiły grzyby z rodzaju Fusarium, których obecność stwierdzono
we wszystkich badanych próbkach, Alternaria oraz Absidia, których zarodniki były obecne
na liściach pobranych z 4 spośród 5 miejscowości. Największe zanieczyszczenie grzybami
zaobserwowano na liściach kukurydzy pobranych z Trzebuski (6 rodzajów grzybów,
w tym liczne grzyby z rodzaju Aspergillus, Alternaria i Absidia) oraz z Krzywej (5 rodzajów
grzybów w tym liczne pleśnie Penicillium, Fusarium, Alternaria) natomiast najmniejsze
w Ropczycach. Wśród pleśni potencjalnie toksynotwórczych stwierdzono obecność
Aspergillus flavus Link i Aspergillus ochraceus Wilhelm, Fusarium moniliforme Sheldon,
Penicillium verrucosum Dierckx oraz Alternaria alternata (Fries) Keissler.
Badania mikologiczne liści kupkówki pospolitej wykazały, że dominującą mikroflorą
stanowiły grzyby z rodzaju Fusarium, Absidia, Mucor i Penicillium. Zaobserwowano także
obecność pleśni z rodzaju Alternaria i Rhizopus. Największe zanieczyszczenie pleśniami
stwierdzono na liściach pobranych z Ropczyc (6 rodzajów grzybów w tym liczne z rodzaju
Penicillium i Alternaria) a najmniejsze w Budziwoju (grzyby z rodzaju Fusarium i Mucor)
Wśród pleśni potencjalnie toksynotwórzczych stwierdzono obecność Fusarium nivale (Fries)
Cesati, Penicillium verrucosum Dierckx i Alternaria alternata (Fries) Keissler.
Na liściach wiechliny łąkowej dominowały zarodniki pleśni z rodzaju Mucor, Fusarium,
Rhizopus oraz Absidia. Grzyby pleśniowe z rodzaju Mucor, Absidia i Fusarium były obecne
we wszystkich próbkach pobranych z 5 badanych miejscowości. Największe zanieczyszczenie
pleśniami stwierdzono na liściach pobranych z Chmielnika (6 rodzajów grzybów w tym
liczne pleśnie z rodzaju Mucor i Fusarium). Wśród grzybów pleśniowych produkujących
mykotoksyny stwierdzono obecność Fusarium nivale (Fries) Cesati, Penicillium verrucosum
Dierckx oraz Alternaria alternata (Fries) Keissler.
119
TOM III.indd 119
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Banek
Grzyby pleśniowe
Miejscowość
Absidiaspp.
Alternaria
spp.
Aspergillus
spp.
Fusarium
spp.
Mucor
spp.
Penicillium
spp.
++
+
Rhizopus
spp.
Buraki pastewne
Budziwój
Chmielnik
++
+
++
Krzywa
++
Ropczyce
++
Trzebuska
++
+
+
+
+
Kukurydza
Budziwój
+
++
Chmielnik
+
+
Krzywa
+
++
++
Ropczyce
Trzebuska
++
++
++
++
+
++
+
++
+
++
++
+
+
+
+
+
Kupkówka pospolita
Budziwój
++
++
++
Chmielnik
++
+
Krzywa
++
+
Ropczyce
+
Trzebuska
++
++
+
++
+
++
++
+
+
Wiechlina łąkowa
Budziwój
+
Chmielnik
+
Krzywa
+
Ropczyce
+
Trzebuska
+
+
+
++
++
++
++
+
++
++
++
++
++
+
+
+
++
+
+
Tab. 1. Grzyby pleśniowe występujące na liściach roślin pastewnych. + - występowanie w małej liczbie
(pojedyncze kolonie na płytce Petriego), ++ - występowanie w dużej liczbie (liczne kolonie na płytce Petriego)
120
TOM III.indd 120
3/9/12 4:49 AM
Grzyby pleśniowe zasiedlające liście roślin pastewnych...
Traktując łącznie wyniki analizy jakościowej liści z poszczególnych miejscowości
zaobserwowano, że pleśnie występujące na roślinach pastewnych charakteryzują się dużym
zróżnicowaniem jakościowym. Najbardziej różnorodną mikroflorę stwierdzono na liściach
kukurydzy, na których występowało 7 rodzajów grzybów pleśniowych. Na roślinach
pastewnych przeważały pleśnie z rodzajów Fusarium, Alternaria, Mucor i Absidia.
W wyniku analizy mikologicznej stwierdzono obecność licznych grzybów toksynotwórczych.
Grzyby Alternaria alternata produkują mykotoksyny takie jak: alternariol, kwas tenauzonowy,
trichoteceny, które u zwierząt stałocieplnych powodują efekt cytotoksyczny i letalny [Da
Motta i Valente Soares 2000; Libudzisz i wsp. 2009]. Pleśnie te występowały w dużej liczbie
na liściach kukurydzy i buraków pastewnych, natomiast sporadycznie na liściach traw.
Pleśnie z rodzaju Aspergillus występowały sporadycznie, zidentyfikowano je tylko na
liściach kukurydzy i buraków pastewnych. Grzyby z rodzaju Penicillum występowały
na wszystkich roślinach, przy czym największą liczebność stwierdzono na liściach
kukurydzy i kupkówki pospolitej. Gatunki z rodzaju Aspergillus produkują jedne
z najniebezpieczniejszych mykotoksyn. Aspergillus flavus wytwarza aflatoksyny B1, B2, G1,
G2, które powodują uszkodzenie DNA, efekt kancerogenny, uszkodzenie wątroby, supresję
układu odpornościowego, efekt letalny. Natomiast Aspergillus ochraceus oraz Penicillium
verrucosum produkują ochratoksynę A, która wykazuje silne działanie nefrotoksyczne a
także efekt kancerogenny, teratogenny, supresję układu odpornościowego [Bennett i Klich
2003; Libudzisz i wsp. 2009].
Na powierzchni liści kukurydzy stwierdzono obecność Fusarium moniliforme, który
produkuje fumonizyny powodujące u zwierząt zaburzenia w syntezie sfingolipidów,
uszkodzenie (apoptozę) komórek wątroby, nowotwory wątroby, obrzęk płuc, raka
przełyku [Bennett i Klich 2003; Yazar i Omurtag 2008]. Fusarium graminearum, który
zidentyfikowano na liściach buraków pastewnych produkuje toksynę T2 i deoksyniwalenol
powodujące zaburzenia w syntezie białek, nudności, wymioty, biegunkę, utratę wagi, aleukię,
uszkodzenie tkanki hematopoetycznej, uszkodzenie układu nerwowego. Gatunek ten
produkuje także zearalenon wykazujący efekt estrogenny oraz związane z tym zaburzenia
układu rozrodczego i poronienia [Bennett i Klich 2003; Yazar i Omurtag 2008].
Fusarium nivale występujące na liściach traw produkuje niwalenol wykazujący działanie
genotoksyczne (uszkodzenie DNA, aberracje chromosomowe), teratogenne (uszkodzenie
płodu) oraz fusarenon X wykazujący efekt immunosupresyjny, kancerogenny, cytotoksyczny.
Fusarenon X powoduje także biegunki i hipotermię u zwierząt [Yazar i Omurtag 2008].
W badaniach stwierdzono obecność pleśni z rodzaju Fusarium na wszystkich roślinach
pastewnych przeznaczonych do zakiszania. Zarodniki Fusarium były obecne we wszystkich
próbkach liści kukurydzy, kupkówki pospolitej oraz wiechliny łąkowej oraz na próbkach
buraków pastewnych pobranych z 3 spośród 5 miejscowości (90% badanych próbek), co
świadczy o szerokim spektrum występowania tychże grzybów.
W badaniu Krysińska-Traczyk i wsp. [2007], w którym badano próbki roślin zbożowych
pobranych w Polsce południowo-wschodniej stwierdzono obecność grzybów Fusarium
w 54,2% pobranych próbek. Izolowano następujące gatunki grzybów pleśniowych
z kukurydzy: F. culmorum, F. graminearum oraz F. poae. Stwierdzono także obecność
deoksyniwalenolu, niwalenolu oraz ochratoksyny A w próbkach kukurydzy. Podobnie
w badaniach Krysińska-Traczyk i wsp. [2001] oraz Grabarkiewicz-Szczesna i wsp. [2001]
stwierdzono obecność grzybów Fusarium na badanych roślinach w regionie południowowschodniej Polski. Na powierzchni roślin zbożowych stwierdzono obecność grzybów
121
TOM III.indd 121
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Banek
F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum, F. poae i F. sporotrichioidesm które izolowano
odpowiednio z 50%, 10%, 20%, 40% i 20% badanych próbek. Stwierdzono obecność
moniliforminy, deoksyniwalenolu oraz niwalenolu w 70% pobranych próbek [KrysińskaTraczyk i wsp. 2001]. W badaniu Grabarkiewicz-Szczesna i wsp. [2001] z próbek pszenicy
najczęściej izolowano F. graminearum (w 42% badanych próbkach) oraz inne gatunki
z rodzaju Fusarium: F. nivale and F. poae (35%), F. avenaceum (31%) i F. culmorum (12%).
Najczęściej izolowaną mykotoksyną był deoksyniwalenol (96% badanych próbek).
W badaniach stwierdzono również obecność grzybów z rodzaju Absidia, Mucor i Rhizopus.
Dwa pierwsze wymienione występowały z dużą częstotliwością na liściach roślin pastewnych,
natomiast grzyby z rodzaju Rhizopus występowały sporadycznie na liściach kukurydzy
i kupkówki pospolitej a z dużą częstotliwością na liściach wiechliny łąkowej. Według
Libudzisz i wsp. [2009] niektóre szczepy z rodzaju Mucor i Rhizophus mogą produkować
mykotoksyny. Natomiast grzyby z rodzaju Absidia nie produkują mykotoksyn [Fassatiova
1983; Libudzisz i wsp. 2009].
Zanieczyszczenie pleśniami było zróżnicowane w poszczególnych miejscowościach, co
może wskazywać na rolę czynników środowiskowych, które odgrywają znaczącą rolę
w przypadku porażenia roślin przez grzyby. Według Coulombe [1993] do głównych
czynników warunkujących nasilenie skażenia grzybami są: wysoka wilgotność występująca
na polach uprawnych, wysokie temperatury, susza oraz inwazje insektów. Różnice te mogły
także wynikać z tego, że grzyby z rodzaju Fusarium i Alternaria są pasożytami roślin
i rozwijają się na roślinach w okresie wegetacji jak i przechowywania natomiast grzyby
z rodzaju Aspergillus i Penicillium tylko podczas suszenia roślin.
Wnioski
• Liście kukurydzy były najbardziej podatne na skażenie grzybami pleśniowymi podczas
wegetacji.
• Grzyby z rodzaju Fusarium w tym gatunki toksynotwórcze: Fusarium graminearum,
Fusarium nivale i Fusarium moniliforme były najczęściej izolowaną mikroflorą z liści
roślin pastewnych.
• Największe zanieczyszczenie pleśniami z rodzaju Fusarium stwierdzono na liściach
kukurydzy, wiechliny łąkowej i kupkówki pospolitej.
122
TOM III.indd 122
3/9/12 4:49 AM
Grzyby pleśniowe zasiedlające liście roślin pastewnych...
Literatura
Bennett J. W., Klich M. 2003. Mycotoxins. Clinical Microbiology Revievs., 16 (3): 497–516.
Coulombe R.A. 1993. Biological action of mycotoxins. JR Symposium: Biological Action of
Mycotoxins. J.Dairy Sci., 76: 880-891
Da Motta S; Valente Soares L.M. 2000. A method for the determination of two alternaria toxins,
alternariol and alternariol monomethyl ether, in tomato products. Brazilian Journal of
Microbiology 31:315-320.
Fassatiova O. Grzyby mikroskopowe w mikrobiologii technicznej. Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa 1983.
Grabarkiewicz-Szczesna J, Kostecki M, Goliński P, Kiecana I. 2001. Fusariotoxins in kernels of
winter wheat cultivars field samples collected during 1993 in Poland. Nahrung. 45(1): 28-30.
Krysińska-Traczyk E, Kiecana I, Perkowski J, Dutkiewicz J. 2001. Levels of fungi and mycotoxins
in samples of grain and grain dust collected on farms in Eastern Poland. Ann. Agric. Environ.
Med.;8(2):269-74.
Krysińska-Traczyk E., Perkowski J., Dutkiewicz J. 2007. Levels of fungi and mycotoxins in the
samples of grain and grain dust collected from five various cereal crops in eastern Poland. Ann.
Agric. Environ. Med., 14, 159-167.
Libudzisz Z. Kowal K, Żakowska Z. Mikrobiologia techniczna. Tom I. Wydawnictwo Naukowe
PWN. Warszawa 2009.
Peberby J.F. Penicillium and Acremonium. Biotechnology handbooks. Plenum Press. New York 1987.
Pitt, J. I. 2000. Toxigenic fungi and mycotoxins. British Medical Bulletin., 56: 184–192.
Purwin C., Łaniewska-Trokenheim Ł., Warmińska-Radyko I., Tywończuk J. 2006. Jakość kiszonek aspekty mikrobiologiczne, zdrowotne i produkcyjne. Medycyna Wet.. 62 (8): 865-869.
Wogan G. N. 1968. Biochemical Responses to Aflatoxins. Cancer Research, 28: 2282-87.
Yazar S. Omurtag G. Z. 2008. Fumonisins, Trichothecenes and Zearalenone in Cereals. Int. J. Mol.
Sci., 9 (11): 2062-2090.
Adres do korespondencji:
Andrzej Banek
Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Katedra Mikrobiologii
Uniwersytet Rolniczyw Krakowie
Al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Wiesław Barabasz
123
TOM III.indd 123
3/9/12 4:49 AM
124
TOM III.indd 124
3/9/12 4:49 AM
Małgorzata Borek
Renata Bączek Kwinta
EPISTEME
12/2011, t. II
s.125-130
ISSN 1895-4421
WYKORZYSTANIE POMIARÓW FLUORESCENCJI DO OCENY SPRAWNOŚCI
APARATU FOTOSYNTETYCZNEGO ROZSADY KAPUSTY BIAŁEJ GŁOWIASTEJ
PODCZAS AKLIMATYZACJI ROŚLIN DO WARUNKÓW SZKLARNIOWYCH
Abstrakt: Do oceny zdrowotności roślin stosuje się wiele metod badawczych. Najwięcej informacji
o kondycji roślin dostarczają badania procesu fotosyntezy. Celem niniejszej pracy była ocena wydajności
aparatu fotosyntetycznego rozsady kapusty białej głowiastej po przeniesieniu roślin z lady chłodniczej
do szklarni. Pomiary fluorescencji wykonano przy użyciu fluorymetru FMS 2 (Hansatech) w 3 terminach
pomiarowych na sadzonkach 3 odmian kapusty: ‚Ditmarska Najwcześniejsza’, ‚Amager Polana’ oraz
‚Kamienna Głowa’. W trakcie wegetacji fotometrycznie badano także zawartość chlorofilu w liściach.
Wykazano istotny wpływ zarówno terminu pomiaru, odmiany, jak i wieku liści na wartości badanych
parametrów fluorescencji oraz zanotowano różnice odmianowe w zawartości chlorofilu. Stwierdzono,
że wydajność aparatu fotosyntetycznego liści młodszych była wyższa aniżeli starszych, u których
prawdopodobnie rozpoczął się proces degradacji chlorofilu. Wynika z tego, że przy ocenie kondycji
sadzonek należy ściśle określić pozycję liścia, wybieranego do pomiarów na roślinie. Przypadkowy
dobór liści może bowiem zaburzyć wyniki.
Słowa kluczowe: zawartość chlorofilu, aparat fotosyntetyczny, parametry fluorescencji, kapusta biała
głowiasta, zdrowotność rozsady.
Summary: There are a number of different research methods that are used in the study of plant
health. The biggest amount of data concerning the condition of plants is provided from the studies
on photosynthesis. The aim of this paper was to evaluate the efficiency of photosynthetic apparatus of
white cabbage seedlings after transferring the plants from counter fridge to the greenhouse. Fluorescence
measurements were made using fluorometer FMS 2 (Hansatech) on plants of three cultivars: ‘Ditmarska
Najwcześniejsza’, ‘Amager Polana’ and ‘Kamienna Głowa’, in three terms. During the growing season,
chlorophyll content in leaves was also studied. A significant impact of the measurement term, plant
cultivar and leaf age on the parameters of fluorescence was revelaled, and the differences in chlorophyll
content among the cultivars was also noticed. The efficiency of photosynthetic apparatus of younger
leaves was higher than older ones, probably due to the initiation of chlorophyll degradation in older
leaves. Therefore, during assessment of seedling condition, the position of the leaf chosen for the
measurements should be precisely determined Othervise, the results obtained on randomly selected
leaves may disturb the results.
Keywords: chlorophyll content, photosynthetic apparatus, fluorescence parameters, white cabbage,
seedling health
125
TOM III.indd 125
3/9/12 4:49 AM
Małgorzata Borek, Renata Bączek Kwinta
Wstęp
Zdrowotność rozsady w dużej mierze wpływa na powodzenie w uprawie kapusty. Od jej
kondycji zależy bowiem wielkość plonu oraz jakość wyprodukowanych główek kapusty.
Na pogorszenie jakości rozsady może mieć wpływ wiele czynników wywołujących stres
u roślin, wynikających z braku możliwości zapewnienia przez plantatorów odpowiednich
warunków wzrostu w czasie produkcji rozsady. Nieodpowiednie warunki świetlne (zbyt duże
zaciemnienie) mogą na przykład przyczynić się do nadmiernego wyciągania się sadzonek.
Wówczas łodyżka staje się cienka i wiotka, co obniża przydatność rozsady do wysadzenia
na miejsce stałe. Również niewłaściwa temperatura bądź nieprawidłowe nawadnianie może
wpłynąć negatywnie na jakość rozsady. Do pogorszenia kondycji rozsady może dojść wskutek
wyczerpania się składników pokarmowych z substratu glebowego użytego do produkcji
rozsady czy w wyniku obecności szkodników bądź wystąpienia chorób bakteryjnych
i grzybowych [Wize 2000; Rumpel 2002].
Do oceny zdrowotności roślin stosuje się wiele metod badawczych. Dużo informacji
o kondycji roślin dostarczają badania procesu fotosyntezy. Techniki oparte na pomiarach
fluorescencji chlorofilu a są obecnie powszechnie stosowane do oceny wpływu na rośliny
różnych stresów abiotycznych i biotycznych. Metody te pozwalają w prosty i nieinwazyjny
sposób ocenić wydajność aparatu fotosyntetycznego badanych roślin [Krause, Weis 1991;
Lichtenthaler 1996; Schweiger i in. 1996].
Celem niniejszej pracy była ocena sprawności aparatu fotosyntetycznego rozsady kapusty
białej głowiastej po przeniesieniu roślin z lady chłodniczej do warunków szklarniowych.
Zmiana dotychczasowych warunków uprawy może bowiem wywołać stres u roślin, który
w istotny sposób może rzutować na zdrowotność roślin. W pracy podjęto także próbę
określenia, czy nieduża różnica wieku liścia wybranego do badań może mieć wpływ
na uzyskane wyniki.
Materiał i metody
Materiał roślinny stanowiła rozsada 3 odmian kapusty białej głowiastej (Brassica oleracea
L. subsp. capitata f. alba): ‚Ditmarska Najwcześniejsza’ (wczesna), ‚Amager Polana’ oraz
‚Kamienna Głowa’ (późne), wyprodukowane z rozsady własnej.
Przygotowanie rozsady: Nasiona badanych odmian kapusty białej zaprawiano zaprawą
nasienną T (50-proc. Thiuram), następnie wysiewano po 1 szt. do komór wielodoniczek
o pojemności około 100 cm3. Produkcja rozsady odbywała się w ladzie chłodniczej w
warunkach kontrolowanych: temp. 16°C dzień/12°C noc; fotoperiod: 14 h dzień/10 h noc.
Wschody miały miejsce 5-7 dni po wysiewie. W 10. tygodniu produkcji rozsady w ladzie
chłodniczej sadzonki przeniesiono do szklarni o temperaturze 20-25ºC dzień/17-20ºC noc
i wilgotności względnej 30%.
Pomiary: Do pomiarów wybierano 3. i 4. liść licząc od wierzchołka rośliny. Pomiary
fluorescencji chlorofilu a wykonywano w 5 powtórzeniach biologicznych (n=5) na tych
samych liściach (3. i 4.; w środkowej partii liścia) przy użyciu fluorymetru FMS 2 (prod.
Hansatech; Wielka Brytania). Badane fragmenty liści zaciemniano klipsami przez ok. 1520 minut, następnie wykonano pomiar. Wstępne pomiary przeprowadzono na liściach
zaadaptowanych do ciemności, kolejne były mierzone po wzbudzeniu fluorescencji światłem
aktynicznym (25 jednostek = 1500 μmol (kwantów) m-2∙s-1, pomiar w ciągu 270 sekund).
Wyznaczono następujące parametry fluorescencji chlorofilu a:
126
TOM III.indd 126
3/9/12 4:49 AM
Wykorzystanie pomiarów fluorescencji do oceny sprawności aparatu...
••
Fv’/Fm’ − wydajność anten pod względem akumulacji energii na świetle,
••
ΦPS II − wydajność kwantowa reakcji fotochemicznych w fotosystemie II (PS II),
••
qP − wygaszanie fotochemiczne w PS II,
••
ETR − szybkość przepływu elektronów przez fotoukłady.
Ogólną zawartość chlorofilu w liściach mierzono fotometrycznie przy pomocy urządzenia SPAD
(prod. Konica Minolta, Japonia). Pomiary wykonano w 3 terminach: w trakcie przetrzymywania
roślin w ladzie chłodniczej (9. i 11. tydzień wegetacji roślin; rośliny zaadaptowane do warunków
lady chłodniczej) oraz 7 dni po przeniesieniu roślin do szklarni (11. tydzień wegetacji; adaptacja
roślin do nowych warunków termicznych, świetlnych i wilgotnościowych).
Analiza statystyczna wyników: Dane opracowano statystycznie z wykorzystaniem arkusza
kalkulacyjnego MS Excel 2003 oraz pakietu Statistica 9. Wpływ danego czynnika doświadczenia
oraz interakcji czynników na wyniki oceniono metodą analizy wariancji (ANOVA). Istotność
zróżnicowania pomiędzy średnimi oceniono na podstawie testu t-Studenta.
Wyniki i dyskusja
'Ditmarska Najwcześniejsza'
4. liść
60
a
b
a
20
0
11. tydz
'Kamienna Głowa'
100
zawartość chlorofilu
b
40
9. tydz.
'Amager Polana'
3. liść
4. liść
80
60
n.s.
a
b
40
20
0
9. tydz.
11. tydz
3. liść
4. liść
80
60
100
3. liść
80
zawartość chlorofilu
100
zawartość chlorofilu
a
b
a
b
40
20
0
9. tydz.
11. tydz
Ryc. 1. Zawartość chlorofilu (wyrażona w jednostkach SPAD; mierzona fotometrycznie) w liściach
rozsady kapusty białej głowiastej. Pomiary wykonano na 3. i 4. liściu w różnych terminach: w trakcie
przetrzymywania roślin w ladzie chłodniczej (9. tydz. wegetacji roślin) oraz 7 dni po przeniesieniu
roślin do szklarni (11. tydz.). Podano średnie ± odchylenie standardowe (SD). Jednakowe litery
oznaczają brak istotnego statystycznie zróżnicowania średnich wg testu t-Studenta (P=0,01 lub P=0,05;
n=3-5); n.s. - wartości nieistotne statystycznie.
127
TOM III.indd 127
3/9/12 4:49 AM
Małgorzata Borek, Renata Bączek Kwinta
Czynnik/Interakcja czynników
Wartość statystyki F
p
odmiana
8,131
0,001089**
termin
0,537
0,468070
wiek liścia
35,947
0,00000***
odmiana*termin
1,141
0,329701 n.s.
odmiana*wiek liścia
0,603
0,552196 n.s.
termin*wiek liścia
0,648
0,425620 n.s.
Tab.1. Analiza wariancji zawartości chlorofilu liści rozsady kapusty białej głowiastej. Podano wartości
statystyki F; prawdopodobieństwo oznaczono gwiazdkami: *** dla p<0,001, ** dla p<0,01; * dla
p<0,05; oraz jako n.s. (różnica nieistotna) dla p>0,05; n=3-5.
Ogólna zawartość chlorofilu w liściach rozsady badanych odmian kapusty nie zmieniła się po
przeniesieniu roślin do nowych warunków (Ryc. 1.).
U sadzonek odmiany ‚Ditmarska Najwcześniejsza’ oraz ‚Kamienna Głowa’ stwierdzono
istotne statystycznie różnice w zawartości chlorofilu pomiędzy 3. i 4. liściem w obu terminach
pomiarowych (Tab. 1.), natomiast u odmiany ‚Amager Polana’ jedynie w 11. tygodniu wegetacji.
Liść 3. zawierał więcej chlorofilu, aniżeli liść 4. Obniżenie zawartości chlorofilu w liściach może
świadczyć o zapoczątkowaniu procesów jego degradacji. Zmiany takie są charakterystyczne dla
starzejących się liści [Bączek-Kwinta, 2010]. Wykazano także różnice odmianowe. Największą
zawartością chlorofilu charakteryzowały się rośliny odmiany ‚Kamienna Głowa’, niższą −
‚Ditmarska Najwcześniejsza’, natomiast najmniejszą – ‚Amager Polana’.
Na podstawie wyników analiz wariancji (ANOVA; dane nieprezentowane) stwierdzono
istotny wpływ terminu pomiaru, odmiany, jak i wieku liści na wartości badanych parametrów
fluorescencji chlorofilu a. Stwierdzono, że wartości te były wyższe w przypadku 3. liścia, aniżeli
4. (Tab. 2.). Wskazuje to na większą sprawność aparatu fotosyntetycznego liści młodszych. Po
przeniesieniu roślin do nowych warunków obserwowano na ogół spadek wartości badanych
parametrów fluorescencji chlorofilu a (Tab. 2 i ANOVA; dane nieprezentowane), co wiąże się
z obniżeniem wydajności aparatu fotosyntetycznego badanych roślin. Różnice te były
szczególnie widoczne na 3. liściu i dotyczyły następujących parametrów: Fv’/Fm’, fPSII
oraz qP.
Fotosynteza jest procesem bardzo czułym na stresy środowiskowe [Murkowski, 2004]
i w związku z tym zmiana dotychczasowych warunków uprawy roślin może istotnie wpłynąć
na wartości parametrów fluorescencji chlorofilu a. Dlatego pomiary fluorescencji mogą
być wykorzystane do monitorowania zdrowotności rozsady kapusty. Przy ocenie kondycji
roślin należy jednak ściśle określić pozycję liścia, wybieranego do pomiarów na roślinie.
Przypadkowy dobór liści może bowiem zaburzyć wyniki.
128
TOM III.indd 128
3/9/12 4:49 AM
Wykorzystanie pomiarów fluorescencji do oceny sprawności aparatu...
Odmiana
Termin
[tydz.]
9
‘DN’
11
9
‘AP’
11
9
‘KG’
11
Wiek
liścia
Parametry fluorescencji [średnia±SD]
Fv’/Fm’
ΦPS II
qP
ETR
3.
0,657±0,031 a
0,439±0,042 a
0,667±0,034 a
1,138±0,156 n.s.
4.
0,576±0,023 b
0,286±0,056 b
0,494±0,079 b
0,937±0,136 n.s.
3.
0,541±0,019 n.s.
0,243±0,023 a
0,462±0,019 a
0,640±0,206 n.s.
4.
0,520±0,024 n.s.
0,187±0,010 b
0,351±0,011 b
0,801±0,193 n.s.
3.
0,610±0,039 a
0,377±0,105 a
0,679±0,077 a
0,957±0,249 a
4.
0,527±0,043 b
0,159±0,008 b
0,316±0,035 b
0,441±0,086 b
3.
0,523±0,020 n.s.
0,173±0,016 a
0,322±0,017 n.s.
0,837±0,081 a
4.
0,527±0,036 n.s.
0,130±0,025 b
0,284±0,063 n.s.
0,620±0,129 b
3.
0,618±0,030 n.s.
0,423±0,045 n.s
0,683±0,058 n.s.
1,260±0,161 n.s.
4.
0,559±0,054 n.s.
0,360±0,152 n.s
0,594±0,173 n.s.
0,153±0,372 n.s.
3.
0,492±0,022 n.s.
0,235±0,015 a
0,477±0,026 a
1,083±0,098 a
4.
0,500±0,052 n.s.
0,156±0,036 b
0,319±0,097 b
0,820±0,073 b
Tab. 2. Wartości parametrów fluorescencji chlorofilu a w liściach rozsady kapusty białej głowiastej.
Pomiary wykonano na 3. i 4. liściu w różnych terminach pomiarowych: w trakcie przetrzymywania roślin
w ladzie chłodniczej (9. tydz. wegetacji roślin) oraz 7 dni po przeniesieniu roślin do szklarni (11. tydz.).
Podano średnie ± odchylenie standardowe (SD). Jednakowe litery oznaczają brak istotnego statystycznie
zróżnicowania średnich wg testu t-Studenta (P=0,05; n=3-5); n.s. – wartości nieistotne statystycznie. ‘DN’
– ‘Ditmarska Najwcześniejsza’; ‚AP’ – ‚Amager Polana’; ‘KG’ – ‘Kamienna Głowa”
Wnioski
• Zawartość chlorofilu w liściach rozsady kapusty nie zmieniła się po przeniesieniu roślin
do warunków szklarniowych. Wykazano jedynie różnice odmianowe. Rośliny odmiany
‚Kamienna Głowa’ charakteryzowała się najwyższą zawartością chlorofilu, natomiast
‘Amager Polana’ − najniższą.
• Efektywność reakcji fotosyntezy w liściach badanych odmian kapusty białej, oceniona
na podstawie parametrów fluorescencji chlorofilu a (Fv’/Fm’; ΦPSII; qP; ETR) z reguły
spadała po przeniesieniu roślin do nowych warunków. Wiąże się to z wystąpieniem stresu
środowiskowego, na który narażone były sadzonki wskutek zmiany dotychczasowych
warunków.
• Pomiary fluorescencji chlorofilu a mogą być wykorzystane do oceny kondycji rozsady
kapusty. Jednakże podczas oceny należy ściśle określić pozycję liścia, wybieranego
do pomiarów na roślinie. Przypadkowy dobór liści może bowiem zaburzyć wyniki.
129
TOM III.indd 129
3/9/12 4:49 AM
Małgorzata Borek, Renata Bączek Kwinta
Literatura
Bączek-Kwinta R. 2010. Produkcja rodników tlenowych i potencjał antyoksydacyjny młodych oraz
starzejących się liści pomidora. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 545: 313-323.
Krause G.H., Weis E. 1991. Chlorophyll fluorescence and photosynthesis: the basics. Annu. Rev.
Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 42: 313-49.
Lichtenthaler H.K. 1996. Vegetation stress: an introduction to the stress concept in plants. J. Plant
Physiol., 148: 4-14.
Murkowski A. 2004. Zastosowanie luminescencji chlorofilu do badania reakcji aparatu
fotosyntetycznego roślin pomidora na stres świetlny oraz chłód. Acta Agroph., 4(2), 431-439.
Rumpel J. 2002. Uprawa kapusty białej, czerwonej, włoskiej. Wydawnictwo Hortpress, Sp. z o.o.
Schweiger J., Lang M., Lichtenthaler H.K. 1996. Differences in fluorescence excitation spectra of
leaves between stressed and non-stressed plants. J. Plant Physiol., 148: 536-547.
Wize A. 2000. Uprawa kapusty białej, czerwonej i włoskiej. Wydawnictwo Plantpress, Sp. z o.o.
Adres do korespondencji:
Małgorzata Borek
Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Katedra Fizjologii Roślin.
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
ul. Podłużna 3, 30-239 Kraków
e-mail: [email protected]
130
TOM III.indd 130
3/9/12 4:49 AM
Anna Gał
Anna Kuczkowska-Kuźniar
Magdalena Chrobaczyńska
Magdalena Czajkowska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.131-135
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ RTĘCI W MUSZLACH SERCÓWKI POSPOLITEJ (CERASTODERMA
GLAUCUM) ORAZ MAŁGWI PIASKOŁAZA (MYA ARENARIA) POCHODZĄCYCH Z
MORZA BAŁTYCKIEGO
The content of mercury in shells of lagoon cockle (Cerastoderma
glaucum) and soft-shell clam (Mya arenaria) from the Baltic Sea
Abstrakt: Niepokój ekologów budzi stwierdzany w ostatnim czasie wzrost poziomu różnych, w tym
toksycznych dla organizmów żywych, związków chemicznych w powietrzu, wodzie oraz glebie. Metale
ciężkie pochodzące z różnych źródeł rozprzestrzeniają się w środowisku i powodują jego zanieczyszczenie.
Rtęć jest metalem ciężkim powszechnie występującym w przyrodzie. Kumuluje się w glebie, roślinach,
organizmach zwierzęcych oraz tkankach człowieka. Ze względu na dużą zdolność do parowania
i rozprzestrzeniania się jest wyjątkowo niebezpieczną trucizną. Prezentowane badania dotyczyły oceny
zawartości rtęci w muszlach dwóch bałtyckich przedstawicieli Bivalvia, z określeniem różnic w zawartości
tego pierwiastka w materiale pochodzącym z poszczególnych stanowisk. Materiał do badań stanowiły
muszle sercówki pospolitej (Cerastoderma glaucum) oraz małgwi piaskołaza (Mya arenaria). Pochodził
on z okolic miejscowości: Kopalino, Rowy oraz Dźwirzyno. Zawartość rtęci oznaczana była za pomocą
atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej z techniką zimnych par (CVAAS). Obecność rtęci wykazano
we wszystkich badanych próbkach. Stwierdzono różnice w średnich zawartościach rtęci w muszlach
badanych gatunków, pochodzących z różnych stanowisk. Najwyższą średnią zawartość rtęci (10,26 ng/g
ś.m.) odnotowano w muszlach małgwi piaskołaza pochodzących ze stanowiska w Dźwirzynie. Najniższą
natomiast (3,96 ng/g ś.m.) w muszlach tego samego gatunku, ze stanowiska w Rowach.
Słowa kluczowe: rtęć, sercówka pospolita, małgiew piaskołaz, Morze Bałtyckie
Summary: The matter of concern for ecologists is the increase of the level of different chemical
compounds, including toxic ones, which are dangerous for living organisms in air, water and soil. Heavy
metals from different sources spread out in the environment and cause that it becomes polluted. Mercury
can be widely found in nature. It cumulates in soil, plants, animals and human tissues. Because of great
capability to evaporation and spread it is extremely dangerous poison. The aim of presented tests is
to assess of mercury content in shells of two species of Baltic Bivalvia, and to define the differences
in content of this element in material taken from each specific area. Material for tests were shells of
lagoon cockle (Cerastoderma glaucum) and soft-shell clam (Mya arenaria). They were taken from the
surroundings of the following towns: Kopalino, Rowy and Dźwirzyno. The content of mercury was
marked with the Cold Vapour Atomic Absorption Spectrometry (CVAAS). Presence of mercury was
detected in all tested samples. It was observed some differences in average mercury content in shells
of tested species, taken from different areas. The highest average mercury content (0,01026 ppm) was
detected in shells of soft-shell clam from the area near Dźwirzyno. The lowest average mercury content
(0,00396 ppm) was detected in shells of the same species from the area near Rowy.
Keywords: mercury, lagoon cockle, soft-shell clam, Baltic Sea
131
TOM III.indd 131
3/9/12 4:49 AM
Anna Gał, Anna Kuczkowska-Kuźniar, Magdalena Chrobaczyńska, Magdalena Czajkowska
Wstęp
Rozwój cywilizacyjny współczesnego świata, między innymi rozwój przemysłu, komunikacji,
wzmożone, często nielegalne i niekontrolowane odprowadzanie ścieków i odpadów komunalnych,
a także chemizacja rolnictwa powodują, że środowisko zanieczyszcza coraz więcej pierwiastków
chemicznych o charakterze ksenobiotyków, w tym rtęć [Bogdanik i inn., 1990; Kabata-Pendias,
Pendias, 1993; Michalik, 2009]. Ksenobiotyki takie nie odgrywają żadnej pozytywnej roli
w życiu i prawidłowym funkcjonowaniu organizmów, natomiast wpływają negatywnie np. na
przyswajanie i metabolizm pierwiastków biofilnych. Często stają się faktycznym zagrożeniem
dla równowagi ekologicznej całego środowiska. Niepokojącym jest fakt, iż wzrost stężenia
ksenobiotyków, niezwykle toksycznych dla organizmów żywych, obserwuje się w całej biosferze.
Pochodzące z różnych źródeł, rozprzestrzeniają się w środowisku, po czym kumulują w glebie,
roślinach, organizmach zwierzęcych, a także tkankach człowieka.
Jednym z najbardziej niebezpiecznych ksenobiotyków jest rtęć. Ze względu na dużą lotność jej
par, zdolność do rozprzestrzeniania się, aktywność biochemiczną, a przy tym znaczną trwałość,
jest wyjątkowo niebezpieczną trucizną [Kowalski i in. 2005]. Dostępność rtęci dla organizmów
żywych, absorpcja, kumulacja, ewentualna biotransformacja i włączenie w cykle metaboliczne,
a co za tym idzie wpływ na podstawowe procesy życiowe, zależą przede wszystkim od
chemicznej formy jej występowania [Bogdanik i inn, 1900]. Najwyższą toksyczność wykazują
organiczne związki tego metalu [Kowalak, 1991; Segadea, 2003, Boeing, 1999; Horne, 1996].
Istnieje także wyraźna zależność pomiędzy zanieczyszczeniem rtęcią środowiska naturalnego, a
jej zawartością w tkankach, narządach oraz szkieletach zwierząt dziko żyjących. Rtęć obecna w
środowisku, posiada zdolność do akumulacji w organizmach, szczególnie niektórych gatunków
oraz w niektórych narządach miąższowych i tkankach twardych, które tym samym są dobrymi
wskaźnikami zanieczyszczenia środowiska. [Kabata-Pendias, Kabata, 1993; Talmage i Walton
1991]. Celowym jest zatem badanie jej zawartości w organizmach pospolitych zwierząt np.
mięczaków. W ich muszlach badano już zawartość wielu metali ciężkich. Prowadzone do tej
pory badania dotyczyły jednak głównie mięczaków lądowych i słodkowodnych. Brak natomiast
informacji na temat zawartości metali ciężkich w muszlach mięczaków morskich. Szczególnie
widać brak danych dotyczących rtęci w muszlach mięczaków z Morza Bałtyckiego.
Prezentowane badania dotyczyły oceny zawartości rtęci w muszlach dwóch bałtyckich małży:
sercówki pospolitej i małgwi piaskołaza, z uwzględnieniem różnic pomiędzy jej zawartością
w materiale pochodzącym z różnych stanowisk. Miały także na celu stwierdzenie różnic
międzygatunkowych w zdolności do kumulacji tego metalu w muszlach.
Materiał i metodyka
Materiał do badań stanowiły muszle sercówki pospolitej (Cerastoderma glaucum) (Ryc. 1.) oraz
małgwi piaskołaza (Mya arenaria) (Ryc. 2.). Muszle pochodziły z trzech stanowisk znajdujących
się nad Morzem Bałtyckim, w miejscowościach: Kopalino, Rowy oraz Dźwirzyno. Użyte do badań
gatunki małży wybrano, ponieważ występowały one najliczniej i we wszystkich stanowiskach.
Zawartość rtęci oznaczano za pomocą atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej, z techniką
zimnych par (CVAAS ang. cold vapor atomic absorption spectrophotometry). W badaniach przy
użyciu analizatora rtęci MA-2, do bezpośredniego oznaczania pierwiastka w substancjach stałych,
bez wstępnej mineralizacji próbek, wykorzystano pirolityczny sposób generowania par rtęci.
Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej przy pomocy programu Stat-Soft Statistica
9.0. Normalność rozkładu sprawdzano testem Shapiro-Wilka. Ponieważ rozkład badanej
132
TOM III.indd 132
3/9/12 4:49 AM
Zawartość rtęci w muszlach sercówki pospolitej...
cechy w każdej próbie odbiegał od rozkładu normalnego, zastosowano nieparametryczną
analizę wariancji Kruskala – Wallisa, po przeprowadzeniu której, wykonano test U MannaWhitneya. Różnice uznawano za statystycznie istotne przy p<0,05 [Wołek, 2006].
WyniKi i dySKuSjA
Obecność rtęci wykazano we wszystkich badanych próbkach. Otrzymane wyniki średniej
zawartości rtęci w badanym materiale biologicznym pochodzącym z różnych stanowisk
przedstawiono w tabeli nr 1 oraz na wykresie nr 1.
Materiał biologiczny
Średnia zawartość rtęci (w ng/g ś.m.)
Rowy
Kopalino
Dźwirzyno
Sercówka pospolita
4,28 ± 0,907
8,16 ± 0,865
8,42 ± 3,951
Małgiew piaskołaz
3,96 ± 0,786
4,4 ± 2,582
10,26 ± 1,405
Tab. 1. Średnia zawartość rtęci w muszlach sercówki pospolitej i małgwi piaskołaza pochodzących
z trzech stanowisk nad Morzem Bałtyckim
Ryc.1. Średnia zawartość rtęci w muszlach sercówki pospolitej i małgwi piaskołaza pochodzących z
trzech stanowisk nad Morzem Bałtyckim.
Najwyższą średnią zawartość rtęci w muszlach sercówki pospolitej Cerastoderma glaucum
(8,42 ng/g.ś.m.), stwierdzono w materiale pochodzącym ze stanowiska w Dźwirzynie.
Najniższą natomiast (4,28 ng/g.ś.m.) w muszlach ze stanowiska w Rowach. Wyniki analizy
wariancji wykazały, że istnieją statystycznie istotne różnice pomiędzy średnimi zawartościami
rtęci w muszlach sercówki z Kopalino i Rowów (poziom istotności wynosi p = 0,02).
Podobne tendencje do kumulacji rtęci wykazano w przypadku muszli małgwi piaskołaza
Mya arenaria. Najwyższą średnią zawartość tego pierwiastka (10,26 ng/g.ś.m.) odnotowano
w materiale pochodzącym ze stanowiska w Dźwirzynie. Najniższą natomiast (3,96 ng/g.ś.m.)
w muszlach tego gatunku ze stanowiska w Rowach. W przypadku zwartości rtęci w muszlach
małgwi z różnych stanowisk, różnice statystycznie istotne stwierdzono pomiędzy stanowiskami
w Kopalino i Dźwirzynie (poziom istotności p = 0,02), a także pomiędzy stanowiskami
w Rowach i Dźwirzynie (poziom istotności p = 0,008). Porównując średnią zawartość rtęci
w muszlach sercówki pospolitej i małgwi piaskołaza pochodzących z tych samych miejsc, nie
stwierdzono istotnych różnic międzygatunkowych (w każdym przypadku p > 0,05).
133
TOM III.indd 133
3/9/12 4:49 AM
Anna Gał, Anna Kuczkowska-Kuźniar, Magdalena Chrobaczyńska, Magdalena Czajkowska
Badania nad zawartością rtęci w muszlach małży morskich prowadzono już wcześniej na
materiale pochodzącym z Morza Śródziemnego [Beiras et al., 2001] oraz ze skalistych
wybrzeży Ghany [Otchere et al.; 2002]. Zawartość rtęci w muszlach małży z Morza
Śródziemnego, w zależności od stanowiska waha się od 0,05 mg · kg-1 do 0,2 mg · kg1
, lokalnie do 3,3 mg · kg-1 [Beiras et al., 2001]. W przypadku małży z wybrzeży Ghany,
stwierdzone stężenie tego metalu mieści się w granicach od 0,04 mg · kg-1 do 0,84 mg · kg-1
[Otchere et al.; 2002]. Stwierdzone przez nas średnie zawartości rtęci w muszlach małży
bałtyckich są znacznie niższe od zawartości Hg, stwierdzanych w muszlach małży z Morza
Śródziemnego i wybrzeża Ghany.
Autorzy cytowanych danych zgodnie podkreślają, że małże, przy naturalnej,
mikrogeograficznej i czasowej zmienności zawartości rtęci w wodach morskich i osadach
dennych, stanowią spójne i niezawodne wzorce ogólnego zanieczyszczenia rtęcią środowiska
naturalnego. Zastrzegają zarazem, że faktyczna zawartość tego metalu w ich muszlach zależy
od wielu czynników [Beiras et al., 2001; Otchere et al.; 2002]. Podkreślają, że zawartość rtęci
w muszlach skorelowana jest z zawartością rtęci w osadach dennych. Istotny wpływ mają tu
lokalne źródła zanieczyszczenia, które generują gradient zawartości tego metalu na mniejszą
lub większą skalę przestrzenną, a także biodostępność poszczególnych jego form.
Stanowiska, z których pochodził materiał do prowadzonych przez nas badań zlokalizowane
są w pobliżu śródleśnych, spokojnych, nie skomercjalizowanych miejscowości, położonych
z dala od ośrodków przemysłowych oraz dużych aglomeracji miejskich (Ryc. 3.). Tłumaczy
to stosunkowo niskie maksymalne zawartości rtęci w muszlach badanych małży. Lokalne
różnice w natężeniu ruchu komunikacyjnego, ilościach odprowadzanych odpadów i ścieków
komunalnych, czy też powierzchniach obszarów zagospodarowanych rolniczo, gdzie różny
jest stopień chemizacji, tłumaczy stwierdzone, istotne statystycznie różnice w średnich
zawartościach rtęci w muszlach badanych małży pochodzących z poszczególnych stanowisk.
Brak istotnych statystycznie różnic w średnich zawartościach rtęci w muszlach sercówki
pospolitej i małgwi piaskołaza z tych samych stanowisk sugeruje, iż badane przez nas gatunki
mają podobne zdolności do absorpcji, metabolizmu i kumulacji tego metalu.
Podsumowanie i wnioski
• Obecność rtęci wykazano w muszlach obu badanych gatunków małży pochodzących
różnych stanowisk położonych nad Morzem Bałtyckim – rtęć jest ksenobiotykiem
powszechnie występującym w organizmach żywych.
• Wykazano statystycznie istotne różnice w zawartości rtęci w muszlach małży
pochodzących z różnych stanowisk. Jedną z ważniejszych przyczyn mogą być lokalne
różnice w zanieczyszczeniu tym metalem środowiska naturalnego. Może być to również
związane z wiekiem zwierząt.
• Najniższą zawartość rtęci stwierdzono w muszlach małży pochodzących ze stanowiska
w Rowach, najwyższą natomiast w muszlach pochodzących ze stanowiska w Dźwirzynie.
Rowy są nadmorską miejscowością turystyczną o najniższym spośród badanych
zanieczyszczeniu rtęcią ekosystemów wodnych, Dźwirzyn – o zanieczyszczeniu najwyższym.
• Stwierdzona zawartość rtęci w badanym przez nas materiale była niższa od wartości
podawanych przez autorów badań prowadzonych na muszlach małży pochodzących
z Morza Śródziemnego i Oceanu Atlantyckiego. W związku z powyższym można
134
TOM III.indd 134
3/9/12 4:49 AM
Zawartość rtęci w muszlach sercówki pospolitej...
sądzić, iż zanieczyszczenie środowiska naturalnego rtęcią w badanych, nadbałtyckich
miejscowościach wypoczynkowych jest stosunkowo niewielkie.
• Brak istotnych statystycznie różnic w średnich zawartościach rtęci w muszlach sercówki
pospolitej i małgwi piaskołaza pochodzących z tych samych stanowisk może świadczyć
o podobnych zdolnościach tych gatunków do absorpcji, kumulacji i biotransformacji rtęci.
Literatura
Beiras R., N. Fernandez N., Gonzalez J.J., Besada V., Schultze F. 2002. Mercury concentrations in
seawater, sediments and wild mussels from the coast of Galicia (NW Spain); Baseline / Marine
Pollution Bulletin 44 (2002) 340–349.
Boeing D. 1999. Ecological effects, transport, and fate of mercury: a general review. Chemosphere,
40, 1335−1351.
Bogdanik T., Brzeziński J., Chmielnicka J., Jacyszyn K., Jodynis – Liebert J., Jacyszyn K., Kozłowski
J., Krechniak J., Ludwicki J., Mrozikiewicz A., Sapota A., Semczuk W., Zielińska-Psuja B. 1999.
Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów. Wydawnictwo Lekarskie PZWL.
Horne P., Williams P. 1996. Sampling and analysis of Merkury species in effluent gases derived from
waste incineration. Waste Management, Vol. 16, No.7, 579−586.
Kabata-Pendias A., Pendias H. 1993. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo
Naukowe PWN.
Kowalak A. 1991. Metale śmierci. Centrum Edukacji Ekologicznej Wsi. Iwonicz
Kowalski A., Niedzielski P., Siepak J., Boszke L. 2005. Rtęć w środowisku przyrodniczym. Przegląd
Komunalny, 3, 18−19.
Michalik P. 2009. Niska emisja − świadomość zagrożeń z niej wynikających wśród różnych grup
społecznych na przykładzie rolników z powiatu Płockiego i Sierpeckiego. Ochrona Środowiska
i Zasobów Naturalnych, 40, 617−622.
Otchere FA, Joiris C, Holsbeek L. 2002. Mercury in the bivalves Anadara (Senilia) senilis, Perna perna
and Crassostrea tulipa from Ghana. The Science of the Total Environment 304 (2003) 369–375.
Segadea S., Tysonb J. 2003. Determination of inorganic mercury and total mercury in biological
and environmental samples by flow injection-cold vapor-atomic absorption spectrometry using
sodium borohydride as the sole reducing agent. Spectrochimica Acta, Part B, 58, 797–807.
Talmage S.S., Walton B.T. 1991. Small mammals as monitors of environmental contaminants. Rev
Environ Contam Toxicol., 119, 47−145.
Wołek J. 2006. Wprowadzenie do statystyki dla biologów. Wydawnictwo Naukowe Akademii
Pedagogicznej, Kraków.
Adres do korespondencji:
Anna Gal
Zakład Zoologii Kręgowców i Biologii Człowieka
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków, e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Grzegorz Formicki
135
TOM III.indd 135
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 136
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Jurkowski
Ewa Aplas
Andrzej Latusek
Barbara Pawlik
EPISTEME
12/2011, t. II
s.137-142
ISSN 1895-4421
ANALIZA PODOBIEŃSTWA GENETYCZNEGO LINII WSOBNYCH ŻYTA OZIMEGO
PRZY UŻYCIU MARKERÓW RAPD
ANALYSIS OF GENETIC SIMILARITY LINES OF WINTER RYE USING RAPD
MARKERS
Abstrakt: W pracy przedstawiono analizę podobieństwa genetycznego linii wsobnych żyta ozimego za
pomocą techniki PCR z wykorzystaniem markerów molekularnych RAPD. Największa wartość dystansu
genetycznego dzieliła linie nr 8 i nr 23. Natomiast najmniejszą odległość genetyczną odnotowano dla
linii nr 16 i nr 17. Wykazano zależność zróżnicowania genetycznego linii od ich pochodzenia. Linie
z dwóch różnych miejsc hodowli różniły się na poziomie DNA. Najwięcej polimorficznych produktów
PCR uzyskano stosując starter OPA16.
Słowa kluczowe: żyto ozime, podobieństwo genetyczne, markery RAPD
Abstract: The paper presents an analysis of genetic similarity of winter rye inbred lines using the PCR
technique using RAPD molecular markers. The largest genetic distance value divided lines No. 8 and No.
23. The lowest genetic distance was recorded for line No. 16 and No. 17. Dependence of genetic diversity
the lines was shown their origin. Most of polymorphic PCR products obtained with primer OPA16.
Key words: winter rye, genetic similarity, RAPD markers
137
TOM III.indd 137
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Jurkowski, Ewa Aplas, Andrzej Latusek, Barbara Pawlik
WSTĘP
Żyto ozime (Secale cereale L.) należy do najważniejszych zbóż uprawianych w Polsce.
Charakteryzuje się odpornością na niskie temperatury i posiada stosunkowo niewielkie
wymagania glebowe. Żyto ozime zajmuje około 16,2% ogólnego areału zasiewów w Polsce,
jednak ilość ta co roku się zmniejsza. Rozwój technik hodowlanych wykorzystujących metody
biologii molekularnej pozwala przyspieszyć prace hodowlane mające na celu stworzenie
nowych odmian żyta o wysokim potencjale plonowania [Lewandowska 2003].
Wykorzystanie technik biologii molekularnej we wczesnych etapach hodowli pozwala
na znaczne skrócenie procesu hodowlanego. Określenie podobieństwa genetycznego
materiałów hodowlanych jest pomocne przy wyborze komponentów do krzyżowań. Wybór
genotypów żyta ozimego o dużym dystansie genetycznym, pozwala uzyskać w wyniku ich
krzyżowania potomstwo charakteryzujące się wysokim efektem heterozji. Techniki biologii
molekularnej pozwalają na przeprowadzenie analizy podobieństwa genetycznego materiałów
hodowlanych, na podstawie polimorfizmu sekwencji kwasów dezoksynukleinowych. Do
wykrywania poliformizmu genomowego DNA opracowano wiele systemów markerowych.
Do najbardziej znanych należą RFLP, AFLP, SSR i RAPD.
Najprostszą metodą analizy podobieństwa genetycznego jest system RAPD, wykorzystujący
losowo amplifikowany polimorficzny DNA. Metoda ta wykorzystuje reakcję PCR z użyciem
krótkiego startera o przypadkowej sekwencji. Każdy starter rozpoczyna amplifikację w różnych
rejonach genomu jednocześnie. Następnie produkty rozdziela się elektroforetycznie. Detekcja
produktów amplifikacji w żelu odbywa się za pomocą barwnika np. bromku etydyny i światła
UV. Możliwość konstruowania nieograniczonej liczby starterów o różnej sekwencji pozwala
między innymi na poszukiwania markerów sprzężonych z ważnymi cechami użytkowymi,
umożliwia konstruowanie map genetycznych i analizowanie podobieństwa genetycznego
różnych organizmów [Wolko i Kruszka 1997]. Celem pracy była analiza podobieństwa
genetycznego wybranych linii wsobnych żyta ozimego przy użyciu markerów RAPD.
MATERIAŁY I METODY
Źródłem DNA do badań były liście młodych siewek 28 linii wsobnych żyta ozimego
udostępnionych przez Hodowlę Roślin DANKO Sp. z o.o oddziały Laski i Choryń. Linie
pochodzące z oddziału Laski oznaczono numerami od 5 do 8 i od 10 do 17, natomiast linie
pochodzące z oddziału Choryń oznaczono numerami 18 i od 20 do 35. Całkowity DNA
z badanych roślin wyizolowano metodą opracowaną przez Junghansa i Metzlaffa (1990).
Ilość oraz czystość wyizolowanego DNA oznaczono spektrofotometrycznie. Amplifikację
przeprowadzono w termocyklerze Tprofessional Basic (Biometra). W reakcjach PCR użyto
następujących starterów: OPA8, OPA16, oraz OPA20. Reakcja PCR prowadzona była
w objętości 25 µl. Mieszaninę reakcyjną stanowiły: bufor z KCl 100 mM, MgCl2 25 mM, BSA
2,5 µg, 100 µM dNTP każdego rodzaju, polimeraza Taq 1,5 , matrycowe DNA 50 ng. Opracowano
i użyto w badaniach PCR następującego profilu termicznego: 94ºC – 60s; 45 cykli: (94ºC – 5s,
37ºC – 30s, 72ºC – 60s); 72ºC – 5 min - dokończenie amplifikacji; 4ºC – 8 min – schładzanie.
Produkty amplifikacji rozdzielono elektroforetycznie przy użyciu 1,4% żelu agarozowego
i buforu TBE o pH 8,0. Następnie żele były barwione w roztworze bromku etydyny przez 20
min. Produkty amplifikacji analizowano w świetle UV.
Profile genetyczne zapisywano w układzie binarnym, gdzie jeden oznacza obecność prążka
a zero jego brak. Dystans genetyczny i dendrogram podobieństwa genetycznego otrzymano
138
TOM III.indd 138
3/9/12 4:49 AM
Analiza podobieństwa genetycznego linii wsobnych żyta ozimego...
za pomocą programu POPGENE i TREEVIEW i zastosowaniu hierarchicznego algorytmu
analizy skupień (UPGMA). Wartość podobieństwa genetycznego pomiędzy parami
genotypów została obliczona według wzoru GSij [Nei i Li, 1979].
WYNIKI I DYSKUSJA
Zastosowane startery RAPD ujawniły polimorfizm. Największą liczbą produktów PCR
charakteryzował się starter OPA16 dając 14 produktów amplifikacji. Najmniej różnicujące
były startery OPA8 oraz OPA20 dając po 7 produktów amplifikacji.
Na ryc. 1 - 3 przedstawiono wyniki rozdziału produktów amplifikacji DNA badanych linii żyta
ozimego przy zastosowaniu różnych starterów. Część prążków jest wspólna dla wszystkich
genotypów, a niektóre są charakterystyczne tylko dla określonego genotypu.
Ryc. 1 Rozdział produktów amplifikacji przy użyciu startera OPA8
Ryc. 2. Rozdział produktów amplifikacji przy użyciu startera OPA16
Rys. 3. Rozdział produktów amplifikacji przy użyciu startera OPA20
Na podstawie stworzonej matrycy danych obliczono dystanse genetyczne dla analizowanych
linii wsobnych żyta. Pomiędzy uzyskanymi dystansami występowały różnice. Największa
wartość dzieliła linie o nr 8 i nr 23. Dystans genetyczny pomiędzy tymi liniami wynosił
1. Mieszańce uzyskane z krzyżowania linii nr 8 z linią nr 23 mogą dać wysoki efekt heterozji.
Najmniejsza odległość genetyczna odnotowana została dla linii nr 16 i nr 17, tutaj dystans
wynosił 0,04 (dane nie pokazane).
139
TOM III.indd 139
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Jurkowski, Ewa Aplas, Andrzej Latusek, Barbara Pawlik
Technika RAPD jest jedną z prostszych metod molekularnych wykorzystywaną do oceny
zróżnicowania genetycznego i z powodzeniem była wykorzystywana w badaniach linii,
rodów i odmian roślin uprawnych [Caetano-Anolles 1996, Iqbal i in. 1997, Myśków i in.
2001]. Jako jedni z pierwszych zastosowali ją Hu i Quiros [1991] do zróżnicowania odmian
brokuła i kalafiora. Autorzy stwierdzili użyteczność markerów RAPD w ocenie odrębności
genetycznej i wewnętrznej jednorodności odmian. Również Milczarski i inni (2001)
wykorzystali tę metodę do badania zróżnicowania genetycznego form pszenżyta.
Na podstawie odległości genetycznych, przy użyciu metody UPGMA w programie
POPGENE, sporządzony został dendrogram, będący graficznym przedstawieniem odległości
genetycznych pomiędzy 28 badanymi liniami żyta ozimego.
Grupowanie genotypów roślin w obrębie dendrogramu bardzo często wiąże się z ich
rodowodem oraz może korelować z geograficznym regionem pochodzenia analizowanych
genotypów. W otrzymanym dendrogramie widoczne są dwie wyraźne grupy główne
odchodzące od wspólnego węzła (ryc. 4.). Do pierwszej grupy (A) zaliczono tylko jedną linię
nr 8, do grupy drugiej (B) należą wszystkie pozostałe badane genotypy. Grupa B jest złożona,
wykazuje istnienie dwóch głównych podgrup – B1 i B2, a te z kolei dzielą się na kolejne
podgrupy. Do podgrupy B2 zaliczono 16 badanych linii żyta, do podgrupy B1 pozostałe 11
linii. Większe zróżnicowanie genetyczne badanych form żyta można zauważyć w podgrupie
B2 niż w B1. Podgrupa B1 dzieli się na dwa kolejne rozgałęzienia B11 i B12, które nie dają już
większego zróżnicowania. W podgrupie B2 wyróżniono natomiast kolejne rozgałęzienia B21
i B22, w których to drugie wykazuje jeszcze większe tendencje do zróżnicowania w swoim
obrębie. Przyjmuje się, że genotypy leżące na jednej gałęzi stanowią jedność filogenetyczną.
Im bliżej siebie zlokalizowane są na dendrogramie badane genotypy, tym większe jest ich
podobieństwo genetyczne, a dystans bardzo mały. Genotypy o dużym dystansie genetycznym
mogą być użyte w programach hodowli odmian heterozyjnych, gdyż mogą dać wysoki efekt
heterozji.
Uzyskane grupowanie w dendrogramie znajduje związek z pochodzeniem badanych linii
żyta ozimego. W podgrupie B2 znajdują się wszystkie linie pochodzące z oddziału Choryń,
a w podgrupie B1 znajdują się prawie wszystkie linie żyta pochodzące z oddziału Laski.
Wyjątek stanowi linia nr 8 pochodząca z oddziału Laski, która stanowi osobną grupę A.
Podobne wyniki uzyskał zespół Ma i in. (2004). W wykonanej analizie dystansu genetycznego
24 odmian żyta ozimego i jarego badacze otrzymali wyraźny podział ze względu na
pochodzenie geograficzne jak również podział ze względu na jare i ozime odmiany. Także w
badaniach zespołu Myśków i in. (2001) wykazano zależności podobieństwa genetycznego od
pochodzenia linii wsobnych żyta.
140
TOM III.indd 140
3/9/12 4:49 AM
Analiza podobieństwa genetycznego linii wsobnych żyta ozimego...
Ryc. 4. Dendrogram obrazujący relacje podobieństwa genetycznego między liniami żyta ozimego
WNIOSKI
• Uzyskany na podstawie rozdziału elektroforetycznego dendrogram podobieństwa
genetycznego wykazuje, że badane linie żyta różniły się na poziomie DNA wykazując
dystans genetyczny w zakresie od 0,04 do 1,00.
• Otrzymany dendrogram rozdzielił badane linie wsobne na dwie główne grupy skupień
zgodnie z miejscami hodowli linii.
• Spośród badanych linii żyta linia nr 8 najbardziej różniła się od pozostałych, stanowiąc
odrębna grupę.
• Najwięcej polimorficznych prążków różnicujących badane linii żyta otrzymano stosując
starter OPA16. Startery OPA8 i OPA20 nie różnicowały, bądź różnicowały w niewielkim
stopniu badane genotypy żyta ozimego.
141
TOM III.indd 141
3/9/12 4:49 AM
Andrzej Jurkowski, Ewa Aplas, Andrzej Latusek, Barbara Pawlik
LITERATURA
Caetano-Anolles G. 1996. Scanning of nucleic acids by in vitro amplification: new developments
and applications. Nature Biotechnology., 14: 1668-1674.
Hu, Jinguo and C.F. Quiros. 1991. Identification of broccoli and cauliflower cultivars with RAPD
markers. Plant Cell Repts. 10: 505-511.
Iqbal M. J , Aziz N., Saeed N. ,A., Zafar Y., Malik K. A. 1997. Genetic diversity evaluation of some
elite cotton varieties by RAPD analysis. Theor. Appl. Genet., 94: 139-144.
Junghans H., Metzlaff M. 1990. A simple and rapid method for the preparation of total plant DNA.
Biotechniques, 8: 176.
Lewandowska H. 2003. Żyto-polska specjalność; Biuletyn Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
Ma R. Yli-Mattila T., Pulli S. 2004. Phylogenetic relationships among genotypes of worldwide
collection of spring and winter ryes (Secale cereale L.) determinated by RAPD-PCR markers.
Hereditas 140: 210-221.
Milczarski P., Banek-Tabor A., Masojć P. 2001. Wykorzystanie markerów RAPD do identyfikacji
odmian pszenżyta. Biul. IHAR, 218/219: 261-267.
Myśków B., Masojć P., Banek-Tabor A., Szołkowski A. 2001. Genetic diversity of inbred rye lines
evaluated by RAPD analysis. J. Appl. Genet., 42: 1-14.
Nei M., Li. W. H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction
endonucleases. Proc Nat Acad Sci, 76: 5269-5273.
Wolko B., Kruszka K. 1997. Molecular diagnostics in plant breeding. Plant Breed. a Seed Sci, 41: 17-39.
Adres do korespondencji:
Andrzej Jurkowski
Katedra Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
pl. Grunwaldzki 24A, 53-363 Wrocław
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Henryk Bujak, prof. nadzw.
Praca współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu
Społecznego.
142
TOM III.indd 142
3/9/12 4:49 AM
Agata Kapturowska
Izabela Stolarzewicz
Jolanta Krzyczkowska
Ewa Białecka-Florjańczyk
EPISTEME
12/2011, t. II
s.143-148
ISSN 1895-4421
WPŁYW SONIFIKACJI NA AKTYWNOŚĆ LIPOLITYCZNYCH DROŻDŻY
YARROWIA LIPOLYTICA
THE INFLUENCE OF SONIFICATION ON THE ACTIVITY OF LIPOLYTIC YEAST
YARROWIA LIPOLYTICA
Abstrakt: Celem niniejszej pracy było zbadanie możliwości zastosowania ultradźwięków w procesie
permeabilizacji komórek drożdży Yarrowia lipolytica KKP 379. Określono wpływ mocy fali akustycznej,
a także rodzaju roztworu, w którym przeprowadzano dezintegrację komórek, na aktywność lipolityczną
biomasy drożdży w reakcjach hydrolizy laurynianu p-nitrofenylu. Otrzymane wyniki badań pozwalają
stwierdzić, że aktywność katalityczna biomasy drożdży jest zależna w istotny sposób od rodzaju
roztworu stosowanego podczas działania ultradźwięków, a ponadto spada wraz ze wzrostem mocy fali
akustycznej stosowanej podczas sonifikacji. Stwierdzono też, że drożdże Yarrowia lipolytica poddane
sonifikacji wykazują mniejszą aktywność katalityczną w reakcjach hydrolizy estrów pomimo lepszej
dostępności substratu do enzymów permeabilizowanych komórek.
Słowa kluczowe: lipaza, Yarrowia lipolytica, ultradźwięki, hydroliza
Summary: The aim of this work was to study the possibility of using ultrasounds in the process of cell
permeabilization of the yeast Yarrowia lipolytica KKP 379. The impact of the power of acoustic wave,
as well as the kind of solution used for cell disintegration on the lipolytic activity of yeast biomass
in the hydrolysis of 4-nitrophenyl laurate, were determined. The results obtained demonstrate that the
catalytic activity of yeast biomass is, in a significant way, dependent on the kind of solution used while
applying ultrasounds, and drops along with the increase in the power of the acoustic wave employed in
sonification. It was also observed that, when subject to sonification, the yeast Yarrowia lipolytica reveal
lower catalytic activity in the ester hydrolysis reactions despite a better substrate access to enzymes of
the permeabilized cells
Key words: lipase, Yarrowia lipolytica, ultrasounds, hydrolysis
143
TOM III.indd 143
3/9/12 4:49 AM
Agata Kapturowska, Izabela Stolarzewicz, Jolanta Krzyczkowska...
Wstęp
Procesy biotechnologiczne oparte są na reakcjach chemicznych przebiegających
z udziałem biokatalizatorów (biotransformacje) i mogą być prowadzone zarówno przy
udziale wyizolowanych enzymów jak i z zastosowaniem całych komórek lub płynu
po ich hodowli. Dobór formy użytego biokatalizatora zależy między innymi od takich
czynników jak typ oraz skala zaplanowanych reakcji, możliwość regeneracji kofaktorów,
a także rodzaj wykorzystywanych drobnoustrojów [Faber 2000]. Zastosowanie całych
komórek mikroorganizmów (w przypadku enzymów wewnątrzkomórkowych) i/lub płynu
pohodowlanego (w przypadku enzymów zewnątrzkomórkowych) niesie ze sobą zarówno
korzyści jak i pewne ograniczenia ze względu na możliwość powstawania produktów
ubocznych na skutek działania wielu enzymów oraz zastosowania niskich stężeń substratów,
ze względu na rozcieńczenie katalizatora. Ponadto pojawia się również ograniczenie w postaci
bariery, jaką dla kontaktu enzymu z substratem są ściany komórkowe. Z drugiej strony ten
sposób prowadzenia reakcji pozwala na uniknięcie skomplikowanego i kosztownego procesu
izolacji i oczyszczania enzymu [Kołek 2005].
Blisko dwie trzecie biotransformacji prowadzonych jest z udziałem hydrolaz czyli proteaz,
esteraz bądź lipaz [Kołek 2005]. Wśród tej grupy enzymów na szczególną uwagę zasługują
enzymy lipolityczne pochodzenia mikrobiologicznego, których podstawowym źródłem są
zarówno pleśnie jak i drożdże [Bednarski, Reps 2003]. Jednymi z głównych producentów
tych enzymów (hydrolaz estrów glicerolowych EC 3.1.1.3) są drożdże Yarrowia lipolytica,
które syntetyzują lipazy wydzielane na zewnątrz komórki jak i gromadzone w jej wnętrzu
(znajdujące się w cytoplazmie lub związane są z błoną komórkową) [Deive i in. 2009], stąd
też do prowadzenia reakcji enzymatycznej można wykorzystać zarówno biomasę jak i płyn
pohodowlany tych drożdży.
W celu ułatwienia dostępu katalizatora do reagentów stosuje się różne metody dezintegracji
komórek prowadzące do uwolnienia enzymów wewnątrzkomórkowych, a tym samym
zwiększenia ich ilości w środowisku zewnętrznym [Wang i in. 2007]. Jedną z metod
naruszania ciągłości struktur komórkowych jest sonifikacja czyli działanie fal akustycznych
o częstotliwości powyżej 16-18 kHz i dużej intensywności (10-1000 W×cm-1) na materiał
biologiczny [Ciccolini i in. 1997]. Takie traktowanie może prowadzić zarówno do całkowitej
dezintegracji komórek bądź tylko do permeabilizacji ściany komórkowej, zapewniającej
swobodny dostęp substratu do wewnątrzkomórkowego katalizatora.
Celem niniejszej pracy było zbadanie możliwości zastosowania ultradźwięków w procesie
permeabilizacji komórek drożdży Yarrowia lipolytica KKP 379 oraz określenie wpływu
mocy fali akustycznej, a także rodzaju roztworu stosowanego do dezintegracji komórek na
aktywność lipolityczną biomasy wykorzystywanej jako katalizator reakcji hydrolizy.
144
TOM III.indd 144
3/9/12 4:49 AM
Wpływ sonifikacji na aktywność lipolitycznych drożdży...
Materiały i metody
Badania prowadzono z użyciem szczepu drożdży Yarrowia lipolytica KKP 379, należącego
do Kolekcji Kultur Przemysłowych Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego
w Warszawie. Materiał mikrobiologiczny przechowywano w warunkach chłodniczych na
skosach YPD (2% glukozy, 2% peptonu, 1% ekstraktu drożdżowego) z dodatkiem 2 % agaru.
Szczep drożdży namnażano, prowadząc 32-godzinną hodowlę okresową w bioreaktorze
BioFlo 3000 w temperaturze 28° C (New Brunswick Scientific, Niemcy) na podłożu YPD
z 2 % dodatkiem oliwy z oliwek w objętości roboczej 4 dm3.
Dezintegrację komórek drożdży prowadzono przy pomocy homogenizatora ultradźwiękowego
(sonifikatora głowicowego) OmniRuptor4000 (Kennesaw, USA) o częstotliwości 20 kHz
i maksymalnej mocy 300W. Stosowany cykl pracy (ang. duty cycle, wyznaczający sposób
pulsacji) wynosił 80%, a czas procesu 15 minut. Jednorazowo poddawano działaniu
ultradźwięków 4 g biomasy drożdży zawieszonej w 40 cm3 wybranego roztworu: Tris bufor
o pH 7,0; 2 % Tween 80 oraz roztwór soli o pH 6,3 (0,025M MgCl2; 0,05M KH2PO4), a także
ten sam roztwór soli z dodatkiem 1% tributyryny. W trakcie sonifikacji próbkę chłodzono. Po
dezintegracji komórki drożdży odwirowywano w wirówce szybkoobrotowej (20oC, 10 min,
11000 rpm). Aktywność enzymów lipolitycznych w środowisku wodnym oznaczano metodą
spektrofotometrycznego pomiaru stopnia zaawansowania reakcji hydrolizy laurynianu
p-nitrofenylu przy długości fali 410 nm [Krzyczkowska i in. 2009].
Wyniki i dyskusja
Enzymy lipolityczne syntetyzowane przez drobnoustroje są powszechnie stosowane jako
katalizatory reakcji hydrolizy, estryfikacji czy transestryfikacji. W środowisku wodnym
katalizowana jest reakcja hydrolizy, z kolei odwrotna do niej estryfikacja przebiega w medium
o ograniczonej zawartości wody. Ze względu na niewielką różnicę w zmianach energii
swobodnej tych odwracalnych procesów można ukierunkować ich przebieg, dobierając
odpowiednio parametry reakcji [Jaeger, Reetz 1998].
W pierwszym etapie badań biomasę drożdży Yarrowia lipolytica KKP 379, pochodzącą
z hodowli laboratoryjnej na podłożu YPD z oliwą, poddawano działaniu ultradźwięków
i wykorzystywano jako całokomórkowy biokatalizator w reakcji hydrolizy laurynianu
p-nitrofenylu. Z uwagi na to, iż efekt dezintegracji komórek za pomocą fal ultradźwiękowych
zależy od wielu parametrów między innymi od częstotliwości fali, mocy akustycznej, czasu
procesu, objętości zawiesiny komórek, ich liczby oraz kształtu i rozmiaru [Piyasena i in.
2003] początkowy dobór warunków procesu bazował na wynikach badań dotyczących
wpływu sonifikacji na aktywność lipolityczną biomasy drożdży Saccharomyces cerevisiae
2200 (wyniki niepublikowane).
Drożdże Yarrowia lipolityca poddawano sonifikacji przy następujących parametrach procesu:
czas 15 min, cykl pracy 80% i moc akustyczna 150W. Czynnikiem różnicującym był rodzaj
stosowanego roztworu, w którym zawieszono biomasę drożdży poddawaną dezintegracji.
Najwyższą aktywnością w reakcji hydrolizy laurynianu p-nitrofenylu cechowały się
komórki poddawane działaniu ultradźwięków w roztworze soli chlorku magnezu oraz
diwodorofosforanu (V) potasu (0,263 U/g biomasy). Biomasa po przeprowadzeniu sonifikacji
w pozostałych trzech roztworach cechowała się znacznie mniejszą aktywnością lipolityczną
w zakresie od 0,010 do 0,024 U/g biomasy (rysunek 1).
145
TOM III.indd 145
3/9/12 4:49 AM
Agata Kapturowska, Izabela Stolarzewicz, Jolanta Krzyczkowska...
Ryc. 1. Wpływ rodzaju roztworu stosowanego podczas działania ultradźwięków na aktywność komórek
Y. lipolytica KKP 379 (moc akustyczna 150W, cykl pracy 80%, czas 15 min).
W kolejnym etapie doświadczeń stosowano do dezintegracji roztwór chlorku magnezu
oraz diwodorofosforanu (V) potasu oraz identyczny czas (15 min) i cykl pracy (80%),
różnicując jedynie poziom mocy akustycznej fali w zakresie od 30 do 150W (rysunek 2).
Badania wskazały na obniżoną aktywność biomasy Y. lipolytica w stosunku do komórek
nie poddawanych sonifikacji, które charakteryzowały się średnią aktywnością 0,715 U/g
biomasy. Najniższy spadek aktywności w reakcji hydrolizy zaobserwowano przy mocy 30W
- do 0,517 U/g biomasy, zaś najwyższy przy 150W do 0,260 U/g biomasy.
\
Ryc. 2. Wpływ mocy akustycznej na aktywność biomasy drożdży Yarrowia lipolytica KKP 379
zawieszonej w roztworze soli o pH 6,3 (cykl pracy 80%, czas 15 min).
146
TOM III.indd 146
3/9/12 4:49 AM
Wpływ sonifikacji na aktywność lipolitycznych drożdży...
Pomimo, iż zastosowane w pracy parametry procesu sonifikacji we wcześniejszych badaniach
nad aktywnością hydrolityczną drożdży Saccharomyces cerevisiae pozwalały na efektywne
pozyskiwanie białek wewnątrzkomórkowych oraz białek związanych ze strukturami ściany
i błony komórkowej (wyniki niepublikowane), to w przypadku drożdży Y. lipolytica wydają
się być nieodpowiednie, a co za tym idzie wymagające dalszych badań nad ich doborem.
Przyczyną obniżenia aktywności katalitycznej w hydrolizie estru, pomimo dezintegracji
ściany komórkowej i łatwiejszego dostępu katalizatora do reagentów może być częściowa
inaktywacja wydzielonych enzymów wywołana przez ultradźwięki. Fale ultradźwiękowe
o dużej mocy i małej częstotliwości (20-100 kHz) mają zdolność do wywoływania efektu
kawitacji czyli implozji pęcherzyków gazu powodowanej gwałtownymi zmianami ciśnienia
oraz temperatury [Borthiwick i in. 2005, Guerrero i in. 2001]. Zmiany te są w głównej
mierze odpowiedzialne za uszkodzenia komórek mikroorganizmów [Ciccoloni i in. 1997]
i w zależności od ich wielkości mogą odwracalnie generować powstawanie porów
w strukturze błony, jak również śmiertelnie uszkadzać komórkę i denaturować zawarte w niej
białka enzymatyczne [Drakopolou i in. 2009, Jiranek i in. 2008].
Dane literaturowe wskazują, że oddziaływanie ultradźwięków na aktywność enzymów
lipolitycznych nie zostało jeszcze dokładnie opisane, a rezultaty badań zależą od użytej aparatury
i warunków stosowanych w sonifikacji, bowiem poziom tolerancji na działanie ultradźwięków
jest zależny od budowy i ciężaru cząsteczkowego enzymu, jak również od jego lokalizacji
w komórce [Rokhina i in. 2009]. Zatem konieczne są dalsze prace nad doborem odpowiednich
warunków dezintegracji ściany komórkowej przy pomocy ultradźwięków, pozwalających
na uwolnienie enzymów z wnętrza komórki przy zachowaniu ich wysokiej aktywności
katalitycznej.
Wnioski
• Moc akustyczna oraz rodzaj stosowanego do zawieszania komórek roztworu podczas
sonifikacji mają istotny wpływ na aktywność katalityczną lipaz związanych z biomasą
drożdży Yarrowia lipolytica.
• W reakcji hydrolizy laurynianu p-nitrofenylu nie zaobserwowano poprawy wydajności
katalitycznej biomasy drożdży Yarrowia lipolytica poddanej działaniu ultradźwięków,
której można by oczekiwać w związku z dezintegracją ścian komórkowych drożdży.
147
TOM III.indd 147
3/9/12 4:49 AM
Agata Kapturowska, Izabela Stolarzewicz, Jolanta Krzyczkowska...
LITERATURA
Apar D. K., Özbek B. 2008. Protein Releasing Kinetics of Bakers’ Yeast Cells by Ultrasound. Chem.
Biochem. Eng. Q., 22 (1), 113-118.
Bednarski W., Reps A. 2003. Biotechnologia żywności. WNT Warszawa.
Borthwick K. A. J., Coakley W. T., McDonnell M. B., Nowotny H., Benes E., Groschl M. 2005.
Development of a novel compact sonicator for cell disruption. J. Microbiol. Meth., 60, 207 – 216.
Ciccolini L., Taillandier P., Wilhem A. M., Delmas H., Strehaiano P. 1997. Low frequency thermoultrasonification of Saccharomyces cerevisiae: effect of temperature and of ultrasonic power.
Chem. Engin. J., 65, 145-149.
Deive F.J., Carvalho E., Pastrana L., Rúa M.L., Longo M.A., Sanroman M.A. 2009. Strategies for
improving extracellular lipolytic enzyme production by Thermus thermophilus HB27. Biores.
Technol., 100 (14), 3630-3637.
Faber K. 2000. Biotransformation in organic chemistry. Springer Verlag.
Guerrero S., Lopez-Malo A., Alzamora S. M. 2001. Effect of ultrasound on the survival of
Saccharomyces cerevisiae: influence of temperature, pH and amplitude. Innovat. Food Sci.
Emerg. Tech., 2, 31-39.
Jaeger K. E., Reetz M. T. 1998. Microbial lipases form versatile tools for biotechnology. Trends
Biotechnol., 16, 396-403.
Jiranek V., Grbin P., Yap A., Barnes M., Bates D. 2008. High power ultrasonics as a novel tool
offering new opportunities for managing wine microbiology. Biotechnol. Lett., 30, 1-6.
Kołek T. 2005. Biotransformacje. Wyd. Akademii Rolniczej we Wrocławiu, Wrocław.
Krzyczkowska J., Stolarzewicz I., Białecka-Florjańczyk E. 2009. Spektrofotometryczna metoda
pomiaru aktywności lipaz w reakcji hydrolizy laurynianu p-nitrofenylu. Monografia:
Wielokierunkowość Badań w Rolnictwie i Leśnictwie. Wyd. UR w Krakowie, t. 2, 665-671.
Piyasena P., Mohareb E., McKellar R.C. 2003. Inactivation of microbes using ultrasound: a review.
Int. J. Food Microbiol., 87, 207-216.
Rokhina E. V., Lens P., Virkutyte J. 2009. Low-frequency ultrasound in biotechnology: state of the
art, Trends Biotechnol., 27(5), 298-306.
Wang D., Xu Y., Teng Y. 2007. Synthetic activity enhancement of membrane-bound lipase from
Rhizopus chinensis by pretreatment with isooctane. Bioprocess Biosyst. Eng., 30, 147-155.
Adres do korespondencji:
Agata Kapturowska
Katedra Chemii, Wydział Nauk o Żywności
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
ul. Nowoursynowska 159 C, 02-776 Warszawa
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Ewa Białecka-Florjańczyk, prof. SGGW
148
TOM III.indd 148
3/9/12 4:49 AM
Magdalena Klimek-Chodacka
Rafał Barański
EPISTEME
12/2011, t. II
s.149-153
ISSN 1895-4421
Zmienność stopnia ploidalności pędów buraka cukrowego
w kulturze in vitro
Variability in the degree of ploidy of sugar beet shoots
in in vitro culture
Abstrakt: Mikrorozmnażanie pędów buraka cukrowego umożliwia skuteczne i wydajne namnażanie
materiału roślinnego służącego do badań, a także umożliwia utrzymanie kolekcji szczególnie cennych
genotypów w warunkach in vitro. Jednakże warunki panujące w kulturach tkankowych mogą indukować
zmiany somaklonalne w roślinach. Zmiany te zachodzą poprzez mutacje punktowe, rearanżacje DNA,
aktywację ruchomych elementów, zmiany stopnia ploidalności czy też zmiany epigenetyczne. Celem
badań było określenie zmian stopnia ploidalności w efekcie mikrorozmnażania pędów buraka cukrowego
w kulturach in vitro przez okres 21 i 46 miesięcy. Spośród 9 badanych genotypów tylko u trzech nie
stwierdzono zmian ploidalności, u pięciu zaobserwowano pojawienie się pędów miksoploidalnych,
natomiast u jednego z testowanych haploidalnych genotypów doszło do pełnego podwojenia genomu.
Słowa kluczowe: zmienność genomowa, burak cukrowy, in vitro
Summary: The micropropagation of sugar beet shoots enables an effective and efficient multiplication
of plant material used for research. It also enables the maintenance of collections of particularly precious
genotypes in in vitro conditions. However, the conditions prevalent in tissue cultures may induce
somaclonal variation in plants. These changes happen through point mutations, DNA rearrangements,
mobile elements activation, changes in the degree of ploidy as a result of the micropropagation of sugar
beet shoots in in vitro cultures for the period of 21 to 46 months. Out of 9 examined genotypes, only
3 were not diagnosed for changes in ploidy; in 5 genotypes mixoploid shoots were observed, whereas in
one of the tested haploid genotypes a complete genome doubling took place
Key words: genome variability, sugar beet, in vitro
149
TOM III.indd 149
3/9/12 4:49 AM
Magdalena Klimek-Chodacka, Rafał Barański
Wstęp
W przeciągu ostatnich lat nastąpił szybki rozwój zaawansowanych metod biotechnologicznych,
które coraz częściej wykorzystywane są w procesie uzyskiwania nowych odmian. Dzięki
zastosowaniu kultur tkankowych i transformacji genetycznych uzyskano odmiany buraka
cukrowego odporne na herbicydy, a także choroby oraz szkodniki [Gurel i in. 2008]. Kultury
in vitro mogą indukować zmienność somaklonalną, określaną jako genetyczna lub fenotypowa
zmienność pomiędzy rośliną donorową a powstałymi w efekcie rozmnażania wegetatywnego
roślinami potomnymi [Kaeppler i in. 2000]. Pojawienie się zmienności może być związane
z zachodzeniem mutacji, rearanżacji i rekombinacji chromosomowych, metylacji DNA,
a także aktywności elementów transpozonowych. Częstotliwość zachodzenia zmian jest
silnie powiązana z genotypem roślin, typem eksplantatu, składem stosowanych pożywek,
a także wiekiem roślin donorowych [Larkin, Scowcroft 1981; Jain 2001]. Zachodzą one
stosunkowo szybko i z wysoką częstotliwością, jednakże nie jest możliwe określenie kierunku
zachodzenia zmienności, a uzyskane roślinny często nie wykazują stabilności cech. Zjawisko
zmienności somaklonalnej znalazło zastosowanie w procesie hodowli i jest z powodzeniem
wykorzystywane do pozyskiwania nowych materiałów o nowych cechach. Często jednak
zachodzenie zmienności somaklonalnej jest niepożądane, zwłaszcza w trakcie namnażania
roślin donorowych, a także utrzymywania kolekcji cennych materiałów czy też prowadzenia
transformacji genetycznych [Gupta 1998; Jain 2001; Brito i in. 2010].
Celem prezentowanej pracy jest określenie stabilności genetycznej roślin buraka cukrowego
utrzymywanych w warunkach kultur in vitro.
Materiał i metody
Materiał roślinny stanowiło 9 genotypów buraka cukrowego (Beta vulgaris L.)
o początkowej haploidalnej i diploidalnej liczbie chromosomów, a także genotyp będący
podwojonym haploidem. Materiał pochodził z Kutnowskiej Hodowli Buraka Cukrowego w
Straszkowie (KHBC), gdzie wykonano również analizę cytometryczną. W tym celu liście
były rozdrabniane na płytce Petriego za pomocą żyletki w 2 cm3 buforu lizującego (12,1
g TRIS, 0,5 g MgCl2•6H2O, 5,0 g NaCl, 0,1 % Triton X-100 na 1 dm3 wody destylowanej), co
prowadziło do uwolnienia jąder komórkowych. Bufor ten zawierał barwnik fluorochromowy
indylo-4’,6-dwuamidyno-2-fenolidyny (DAPI) w ilości 1 cm3 na 1 dm3 buforu. Wybarwienie
DNA w jądrach komórkowych było podstawą pomiaru cytometrycznego. Próby po
rozdrobnieniu filtrowano za pomocą filtru nylonowego. Do oznaczenia ploidalności użyto
cytometru przepływowego Partec PA II, a jako standard użyto rośliny o znanej, diploidalnej
liczbie chromosomów.
Rozety liściowe utrzymywano w warunkach in vitro przez 21 bądź 46 miesięcy. Materiał roślinny
mikrorozmnażano poprzez podział rozrośniętych rozet na potomne zachowując nienaruszone
merystemy. Pasaż pędów wykonywano co trzy tygodnie przenosząc je do pojemników
zawierających świeżą pożywkę BCM (MS, wg Murashige i Skoog [1962] z witaminami
z dodatkiem 0,3 mg·dm-3 tiaminy, 0,3 mg·dm-3 BAP, 0,1 mg·dm-3 NAA). Kultury in vitro
prowadzono w fitotronie, w temperaturze 26 ± 2°C, przy fotoperiodzie 16/8 h (dzień/noc).
W celu określenia zmiany ploidalności powstającej na skutek utrzymywania materiału
roślinnego w warunkach in vitro wykonano analizy cytometryczne minimum 10 roślin
z genotypu po upływie 21 lub 46 miesięcy prowadzenia kultury.
150
TOM III.indd 150
3/9/12 4:49 AM
Zmienność stopnia ploidalności pędów buraka cukrowego w kulturze in vitro
Wyniki
Na podstawie przeprowadzonych analiz cytometrycznych pojedynczych liści buraka
cukrowego stwierdzono znaczące zmiany stopnia ploidalności badanych tkanek. Oprócz
haploidalnych i diploidalnych tkanek, obserwowano również tkanki miksoploidalne.
Stabilność stopnia ploidalności w testowanych tkankach była uzależniona od początkowego
stopnia ploidalności pędów (Tab. 1). Wyższą stabilnością cechowały się genotypy diploidalne,
a także genotyp DH, u których zmianę ploidalności stwierdzono średnio u 9 % badanych
pędów. W przypadku genotypów haploidalnych utrzymywanych w warunkach in vitro tylko
53 % tkanek nadal uznano za haploidalne.
Stwierdzono również, że stabilność ploidalności tkanek jest silnie uzależniona od genotypu
(Tab. 1). Wśród haploidalnych genotypów zidentyfikowano jeden (98), u którego po 46
miesiącach nie obserwowano żadnych zmian ploidalności w testowanych liściach, natomiast
u genotypu 111 podwojenie liczby chromosomów nastąpiło u wszystkich badanych pędów.
W przypadku genotypów diploidalnych zidentyfikowano dwa (15 i 24), u których wszystkie
testowane tkanki cechowały się niezmienioną, diploidalną liczbą chromosomów. U kolejnych
dwóch genotypów stwierdzono występowanie 9-20 % pędów miksoploidalnych.
Dyskusja i wnioski
Zmiany chromosomowe powstające w efekcie prowadzenia kultur tkankowych obserwowano
u wielu gatunków roślin [Karp 1995; Gupta 1998; Kaeppler i in. 2000; Jain 2001]. Zazwyczaj
badania obejmowały porównania regeneratów z roślinami, które wykorzystywano jako
źródło eksplantatów. W doświadczeniach tych obserwowano głównie zmiany na poziomie
cytologicznym obejmujące rearanżacje chromosomowe oraz zmiany liczby chromosomów.
W kulturach tkankowych buraka cukrowego zmienność somaklonalna była obserwowana
szczególne często w wyniku pośredniej regeneracji z kalusa [Saunders, Doley 1986;
Jacq i in 1992; Zhong i in. 1993], natomiast rzadziej w wyniku bezpośredniej regeneracji
z eksplantatów tkankowych [Dikalova i in. 1993; Zhong i in. 1993]. Jacq i in. [1992]
stwierdzili, że wraz z wydłużeniem czasu prowadzenia kultury kalusa spada stabilność
genetyczna zregenerowanych roślin z 96 % do 83 %, przy czym autorzy nie podają czasu o jaki
została ona wydłużona. Uzyskane w niniejszych badaniach wyniki potwierdzają, że w trakcie
mikrorozmnażania buraka cukrowego zachodzą w pędach zmiany na poziomie ploidalności
tkanek, przy czym nie są one bezpośrednio uzależnione od czasu przez jaki pędy znajdowały
się w warunkach in vitro. Identyfikacja genotypów, które nie zmieniły stopnia ploidalności
przez 46 miesięcy oraz tych, u których doszło do całkowitego podwojenia genomu wszystkich
pędów uwidacznia, że ten rodzaj zmienności jest bardzo silnie uzależniony od genotypu.
Spontaniczne podwajanie chromosomów, jest często obserwowane w kulturach tkanek
haploidalnych uzyskanych na drodze androgenezy bądź gynogenezy. W kulturach
tkankowych kukurydzy stwierdzono spontaniczne podwojenie liczby chromosomów na
poziomie 21 %, u rzepaku 40 %, a u jęczmienia nawet 87 % [Seguí-Simarro, Nuez 2008].
Również w trakcie prowadzenia gynogenezy niezapylonych zalążków buraka cukrowego
stwierdzono spontaniczną diploidyzację na poziomie 10 % [Lux i in. 1990]. Wystąpienie
spontanicznej diploidyzacji w niniejszych badaniach jest zgodne z tymi obserwacjami.
Podwajanie chromosomów może zachodzić na drodze endoreduplikacji charakteryzującej
się obecnością jednej lub więcej dodatkowych rund duplikacji chromatyd w trakcie
syntezy DNA (S-faza). Innymi mechanizmami duplikacji mogą być też fuzje mitotycznych
151
TOM III.indd 151
3/9/12 4:49 AM
Magdalena Klimek-Chodacka, Rafał Barański
bądź interfazowych jąder komórkowych, endomitozy wewnątrz jąder komórkowych przy
jednoczesnym zaburzeniu funkcjonowania wrzeciona kariokinetycznego lub też inaktywacja
wrzeciona kariokinetycznego w trakcie mitozy [C-mitoza; Seguí-Simarro, Nuez 2008].
Procesy te mogą być przyczyną także występowania tkanek miksoploidalnych.
Stopień ploidalności
Początkowy
stopień
ploidalności
Czas trwania
kultury w
miesiącach
Liczba
roślin
98
1n
46
11
100
107
1n
21
11
55
111
1n
21
11
146
1n
21
10
15
2n
46
10
100
22
2n
46
12
83
24
2n
46
10
100
30
2n
46
10
80
20
108
2n (DH)
21
11
91
9
33
2
91
9
Genotyp
Średnia
1n
43
2n
53
1x
1xMx*
2x
36
60
1xMx+4x*
9
91
53
2x
Mx*
9
40
9
17
2
Tab. 1 Procentowy udział pędów o danym stopniu ploidalności w zależności od genotypu [%], * - tkanki, u
których stwierdzono obecność komórek haploidalnych lub diploidalnych oraz dodatkowo miksoploidalnych
Niniejsze wyniki wskazują, że u buraka cukrowego zmiana stopnia ploidalności może
zachodzić z dużą częstością zwłaszcza w przypadku kultur tkanek haploidalnych.
Stosując metody uzyskiwania podwojonych haploidów, spontaniczna diploidyzacja
jest zjawiskiem korzystnym, jeżeli jednak haploidy mają stanowić materiał wyjściowy
do dalszych badań, to zmiany ploidalności są wysoce niepożądane. Uzyskane wyniki
pokazują, że możliwe jest utrzymanie pędów buraka cukrowego in vitro z niezmienioną
ploidalnością przez nawet kilka lat, jednak jest to silnie uzależnione od genotypu.
Dlatego prowadząc długotrwałe kultury, materiał taki powinien być monitorowany pod
kątem zmian ploidalności.
152
TOM III.indd 152
3/9/12 4:49 AM
Zmienność stopnia ploidalności pędów buraka cukrowego w kulturze in vitro
Literatura
Brito G., Lopes T., Louriero J., Rodriguez E., Santos C. 2010. Assessment of genetic stability of two
micropropagated wild olive species using flow cytometry and microsatellite markers. Trees, 24: 723-732
Dikalova A. E., Dudareva N. A., Kubalakova M., Salganik R. I. 1993. Rearrangements in sugar beet
mitochondrial DNA induced by cell suspension, callus cultures and regeneration. Theor. Appl.
Genet., 86: 699-704
Gupta P. K. 1998. Chromosomal basis of somaclonal variation in plants. [w:] Jain S. M., Brar D. S.,
Ahloowalia B.S. (red.) Somaclonal variation and induced mutation in crop improvement, 149168. Kluwer Academic Publisher, Dordrecht
Gurel E., Gurel S., Lemaux P. G. 2008. Biotechnology applications for sugar beet. Crit. Rev. Plant
Sci., 27: 108-140
Jacq B., Tetu T., Sangwan R. S., de Laat A., Sangwan-Norreel B.S. 1992. Plant regeneration from
sugarbeet (Beta vulgaris L.) hypocotyls cultured in vitro and flow cytometric nuclear DNA
analysis of regenerants. Plant Cell Rep., 11: 329-333
Jain S. M. 2001. Tissue culture-derived variation in crop improvement. Euphytica, 118: 153-166
Kaeppler S. M., Kaeppler H. F., Rhee Y. 2000. Epigenetic aspects of somaclonal variation in plants.
Plant Mol. Biol., 43: 179-188
Karp A. 1995. Somaclonal variation as a tool for crop improvement. Euthytica, 85: 295-302
Larkin P.J., Scowcroft W.R. 1981. Somaclonal variation – a novel source of variability from cell
cultures for plant improvement. Theor. Appl. Genet., 60: 197-214
Lux H., Herrmann L., Wetzel C. 1990. Production of haploid sugar beet (Beta vulgaris L.) by
culturing unpollinated ovules. Plant Breed., 104: 177 – 183
Murashige T., Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue
cultures. Physiol. Plant, 15: 473-497
Saunders J. W., Doley W. P. 1986. One step shoot regeneration from callus of whole plant leaf explants
of sugarbeet lines and a somaclonal variant for in vitro behavior. J. Plant Physiol., 124: 473-479
Seguí-Simarro J.M., Nuez F. 2008. Pathways to doubled haploidy: chromosome doubling during
androgenesis. Cytogenet Genome Res., 120:358–369
Zhong Z., Smith H. G., Thomas T. H., 1993. In vitro culture of petioles and intact leaves of sugar
beet (Beta vulgaris). Plant Growth Regul., 12: 59-66
Adres do korespondencji:
Magdalena Klimek-Chodacka
Katedra Genetyki, Hodowli i Nasiennictwa, Wydział Ogrodniczy
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 Listopada 54, 31 – 425 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Rafał Barański
153
TOM III.indd 153
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 154
3/9/12 4:49 AM
Dorota Kowalewska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.155-159
ISSN 1895-4421
Mikrobiologiczna jakość serów wytwarzanych z surowego
i pasteryzowanego mleka
The microbiological quality of cheeses made of raw and
pasteurized milk
Abstrakt: Celem badania było porównanie jakości mikrobiologicznej serów półtwardych wytwarzanych
z koziego i krowiego, surowego i pasteryzowanego mleka, wyprodukowanych w skali pilotażowej.
Określono w serach całościową ilość mikroorganizmów, pałeczek kwasu mlekowego, paciorkowca
mlecznego, drożdży, pleśni, bakterii psychotropowych, bakterii z grupy Coli. Analiza statystyczna
otrzymanych wyników wykazała, iż pasteryzacja wpływa na obfitość mikroflory serów, mimo iż różnice
mające znaczenie statystyczne stwierdzono tylko w przypadku ilości pałeczek kwasu mlekowego
i bakterii z grupy Coli. Biorąc pod uwagę wpływ rodzaju mleka on jakość mikrobiologiczną serów,
stwierdzono większą ilość mikroflory w serach zrobionych z mleka krowiego, w których ogólnie
znaleziono statystycznie więcej bakterii, bakterii z grupy Coli i bakterii psychotropowych. Wyniki
potwierdziły zdrowotne bezpieczeństwo serów półtwardych wyprodukowanych z surowego mleka.
Słowa kluczowe: kozie mleko, krowie mleko, surowe mleko, twarde sery, patogeny, mikroflora
Summary: The aim of the test was to compare the microbiological quality of semi-hard cheeses
made of both goat’s and cow’s, raw and pasteurized milk, produced in pilot-scale. The total number of
microorganisms, lactic acid bacillus, lactic streptococci, number of yeasts and molds, psychrotrophic
bacteria, Coliform bacteria were determined in cheeses. The statistical analysis of the results obtained
showed that the pasteurization affected the abundance of cheese microflora, however statistically
significant differences were found only in the number of lactic acid bacillus and Coliform bacteria.
Taking into account the influence of the type of milk on the microbiological quality of cheeses, the greater
number of microflora in cheeses made of cow’s milk was found and statistically more bacteria in general,
Coliform bacteria and psychrotrophs were found in cheeses made of cow’s milk. The results confirmed
the health safety of semi-hard cheeses made of raw milk.
Key words: goat’s milk, cow’s milk, row milk, hard cheeses, pathogens, microflora
155
TOM III.indd 155
3/9/12 4:49 AM
Dorota Kowalewska
Wstęp
Od kilku lat obserwuje się wzrost zainteresowania konsumentów produktami wytworzonymi
metodami tradycyjnymi. Przyczyniły się do tego zarówno polityka Unii Europejskiej
promująca produkty regionalne i tradycyjne oraz ich ochrona prawna dająca gwarancję
zakupu produktu o określonych wartościach organoleptycznych. Konsumenci, którzy
przed dokonaniem zakupu coraz częściej czytają etykietę produktu wytworzonego na skalę
przemysłową nie akceptują listy dodatków używanych do produkcji. Dlatego wybierają
produkty wytworzone metodami tradycyjnymi.
Produkty tradycyjne z mleka wytwarza się najczęściej z mleka surowego. Produkcja z mleka
surowego wymaga szczególnej staranności, gdyż surowiec ten potencjalnie może być skażony
patogenami przewodu pokarmowego zwierząt od których mleko to jest pozyskiwane. Należy
zatem postawić pytanie - Czy konsument dokonuje właściwego wyboru?
Materiał i metody
Celem badań było porównanie jakości mikrobiologicznej serów półtwardych
wyprodukowanych w skali półtechnicznej z mleka surowego i pasteryzowanego, zarówno
koziego i krowiego. Po normalizacji zawartości tłuszczu w mleku przerobowym obydwu
gatunków, jedną część pasteryzowano w temp. 72°C, schładzano do 29°C, dodawano zakwas
roboczy, chlorek wapnia i po przyroście kwasowości o około 0,5°SH, mleko zaprawiano
podpuszczką. Z drugiej części mleka bez obróbki termicznej, produkowano ser według
tej samej procedury. W laboratorium SANEPID zlecono badania na obecność Listerii
monocytogenes i Salmonelli. W serach oznaczono:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ogólną liczbę drobnoustrojów − według PN-EN ISO 4833:2004,
liczbę bakterii z grupy coli − PN-ISO 4832,
liczbę drobnoustrojów psychrotrofowych – PN-ISO-17410,
liczbę drożdży i pleśni - PN-ISO 6611:2007,
pałeczki mlekowe – IDF Standard 117A: 1988,
paciorkowce mlekowe – IDF Standard 117A: 1988,
Wyniki opracowano statystycznie. Przy zastosowaniu analizy wariancji dwuczynnikowej
wyliczono średnie i odchylenie standardowe oraz średnie najmniejszych kwadratów przy
użyciu programu Statistica 8.
Wyniki i dyskusja
W tabelach podano wyniki liczebności mikroflory w serach z mleka koziego i krowiego,
pasteryzowanego i surowego: W tabeli 1 wyrażone jako wartości średnie i odchylenie
standardowe, w tabeli nr 2 jako średnie najmniejszych kwadratów dla mikroflory w serach
półtwardych z mleka koziego i krowiego.
W tabeli 3 przedstawiono wyniki badań na obecność Listerii monocytogenes i Salmonelli
wykonanych przez SANEPID. Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała, co
było do przewidzenia, że pasteryzacja mleka wpłynęła na liczebność mikroflory serów, lecz
156
TOM III.indd 156
3/9/12 4:49 AM
The microbiological quality of cheeses made of raw and pasteurized milk
różnice statystycznie istotne stwierdzono jedynie w zakresie liczby pałeczek mlekowych
i bakterii z grupy coli. Bakterie z grupy coli, które są uważane za wskaźnik higieny produkcji
obecne były we wszystkich badanych produktach. Sery z mleka surowego miały podobną
ich liczbę: z mleka krowiego (4,92 ± 0,13) i koziego (4,81 ± 0,44 log jtk·g-1 ). Pasteryzacja
zredukowała ich liczbę w serach kozich do 2,62 ± 0,33 a w krowich do 3,49 ± 0,51 log jtk·g-1.
W serze Corrientes produkowanym metodami tradycyjnymi w Argentynie z mleka krowiego
surowego stwierdzono obecność E. coli w ilości 2,99 ± 1,75 log jtk·g-1 [Vasek i in. 2008].
W serze wołoskim wyprodukowanym z mleka krowiego surowego oznaczono bakterie
z grupy coli w ilości 2,52 ± 1,56 log jtk·g-1 a w serze wołoskim z mleka koziego surowego
2,44 ± 0,64 log jtk·g-1 [Grzegorczyk, Wszołek 2010]. Podobnie po obróbce cieplnej mleka
liczba pałeczek mlekowych oraz drożdży i pleśni w serze uległa obniżeniu, lecz redukcja ta
nie była statystycznie istotna. Liczba drożdży i pleśni w serze wyprodukowanym z mleka
koziego surowego wynosiła 3,32 ± 0,59 log jtk·g-1, po pasteryzacji uległa obniżeniu do 3,18
± 0,16 log jtk·g-1. W przypadku serów z mleka surowego krowiego liczba drożdży i pleśni
w serze z mleka surowego była na poziomie 4,72 ± 0,02 log jtk·g-1 i uległa obniżeniu po
przeprowadzeniu procesu pasteryzacji do 2,81 ± 0,30 log jtk·g-1.
Na liczbę drobnoustrojów w mleku wpływa temperatura otoczenia a przede wszystkim
zaniedbania higieniczne w produkcji, czy podczas transportu [Ziajka, 1997], stan zdrowotny
zwierząt, higiena doju oraz temperatura przechowywania mleka [Molska i in. 2006].
Bakterie psychrotrofowe w serze z mleka koziego, niezależnie od tego, czy wytworzony był
z mleka surowego czy po obróbce termicznej występowały na poziomie 1,53 ± 0,91 log jtk·g1.
Natomiast w serach z mleka krowiego pasteryzowanego obserwowano mniejszą liczbę bakterii
psychrotrofowych: 3,95±0,86 log jtk·g-1 do 2,25 ±1,09 log jtk·g-1. Psychrotrofy występują na
powierzchni strzyków i w urządzeniach do dojenia [Molska 1988]. Sery regionalne ze względu
na warunki produkcji są bardziej narażone na zakażenie drobnoustrojami chorobotwórczymi niż
sery wytwarzane w dużych zakładach przemysłowych. Jedną z najniebezpieczniejszych grup
drobnoustrojów chorobotwórczych przenoszonych przez żywność jest Listeria monocytogenes
[Sip i in. 2010]. Na podstawie doniesień naukowych można stwierdzić, że mikroflora
uczestnicząca w procesie produkcji serów wytwarzanych metodami tradycyjnymi skutecznie
zabezpiecza je przed rozwojem Listeria monocytogenes [Giraffa, 2003; Sip i in. 2010].
Wyniki badań wykonanych w SANEPIDZIE na obecność Listerii monocytogenes potwierdziły,
że bakterie z tego gatunku występują w badanych serach w bardzo małej, dopuszczalnej
liczbie. Również analizy mikrobiologiczne nie wykazały w żadnym z serów obecności
Salmonelli. Badane sery nie budzą zastrzeżeń pod względem czystości mikrobiologicznej
w zakresie wyżej wymienionych parametrów.
Wnioski
• Pierwszy z badanych czynników rodzaj mleka wykazał większe zróżnicowanie liczebności
poszczególnych grup drobnoustrojów. W serach z mleka koziego była mniejsza liczba
bakterii ogółem, bakterii z grupy coli oraz bakterii psychrotrofowych.
• Pasteryzacja mleka na sery spowodowała istotne zmniejszenie liczby mlekowych
pałeczek i bakterii z grupy coli w serach.
• Uzyskane wyniki własne wraz z wynikami dotyczącymi obecności patogenów świadczą
o bezpieczeństwie zdrowotnym serów półtwardych z mleka surowego.
157
TOM III.indd 157
3/9/12 4:49 AM
Dorota Kowalewska
Rodzaj mikroflory
[log jtk·g-1 ]
Rodzaj mleka
Kozie
Krowie
Pasteryzowane
Surowe
Pasteryzowane
Surowe
Ogólna liczba
drobnoustrojów
5,21 ± 0,19
5,18 ± 2,95
5,75 ± 0,23
5,61 ± 0,29
Paciorkowce mlekowe
5,81 ± 0,44
5,81 ± 0,20
5,97 ± 0,55
6,12 ± 0,07
Pałeczki mlekowe
5,50 ± 0,74
2,93 ± 0,18
5,02 ± 1,28
2,82 ± 0,30
Drożdże i pleśnie
3,32 ± 0,59
3,18 ± 0,16
4,72 ± 0,02
2,81 ± 0,30
Bakterie z grupy coli
4,92 ± 0,13
2,62 ± 0,33
4,81 ± 0,44
3,49 ± 0,51
Psychrotrofy
1,53 ± 0,91
1,56 ± 0,98
3,95 ± 0,86
2,25 ± 1,09
Tab. 1. Wartości średnie i odchylenia standardowe dla liczebności mikroflory w serach z mleka koziego
i krowiego, pasteryzowanego i surowego
Rodzaj mikroflory
[log jtk·g-1]
Rodzaj mleka
Stosowana lub niestosowana
pasteryzacja
Surowe
Pasteryzowane
Kozie
Krowie
Ogólna liczba drobnoustrojów
5,20
a
5,68b
5,48
5,40
Paciorkowce mlekowe
5,81
6,05
5,89
5,97
Pałeczki mlekowe
3,73
3,92
5,26A
2,39B
Drożdże i pleśnie
3,25
3,16
4,02
2,38
Bakterie z grupy coli
3,77a
4,15b
4,86A
3,06B
Psychrotrofy
1,54a
3,10b
2,74
1,91
Tab. 2. Średnie najmniejszych kwadratów dla liczebności mikroflory w serach półtwardych z mleka
koziego i krowiego, A, B – średnie oznaczone różnymi literami różnią się wysokoistotnie, a, b – średnie
oznaczone różnymi literami różnią się istotnie
Mikroorganizmy / Rodzaj sera
Salmonella sp
w 25 g
Ser kozi z mleka surowego
nieobecne
< 10/10-2 jtk
< 10/10-1 · 0,1 jtk
Ser krowi z mleka surowego
nieobecne
< 10/10-1 jtk
< 10/10-1 · 0,1 jtk
Gronkowce koagulazododatnie w 1g
Listeria
monocytogenes w 1g
Tab. 3. Wyniki badań na obecność Listerii monocytogenes, Salmonelli i gronkowców koagulazododatnich wykonanych przez SANEPID
158
TOM III.indd 158
3/9/12 4:49 AM
The microbiological quality of cheeses made of raw and pasteurized milk
Literatura
Giraffa G.: 2003. Functionality of enterococci in dairy products. International Journal of
Microbiology 88, s. 215-222.
IDF/FIL Standard 117A:1988. Oznaczanie bakterii fermentacji mlekowej.
Molska I.: Zarys mikrobiologii mleczarskie. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa
1988.
Sip A., Olejnik-Schmidt A., Grajek W.: 2010. Antylisteryjna aktywność mikroflory polskich serów
regionalnych. Przegląd mleczarski, 2, s. 10-12.
Vasek O.M; Leblanc JG., Fuso A.,. De Giori G.S.: 2008. Chemical composition and microbial
evaluation of Argentinean Corrientes cheese, Society of Diary Technology, International Journal
of Dairy Technology Vol 61, No 3 August 2008, s.223-228.
PN- ISO 17410: Mikrobiologia żywności i pasz - Horyzontalna metoda oznaczania liczby
drobnoustrojów psychrotrofowych.
PN-EN ISO 4833:2004. Mikrobiologia żywności i pasz - Horyzontalna metoda oznaczania liczby
drobnoustrojów – Metoda płytkowa w temperaturze 30 stopni C.
PN-ISO 4832: Mikrobiologia żywności i pasz - Horyzontalna metoda oznaczania liczby bakterii
z grupy coli. Metoda płytkowa.
PN-ISO 6611:2007: Oznaczanie liczby jednostek tworzących kolonie drożdży i/lub pleśni – Metoda
płytkowa w temperaturze 25 stopni C.
IDF/FIL Standard 149 A: 1997. Dairy Starter cultures of lactic acid bacteria (LAB). Standard of
identity.
Grzegorczyk A., Wszołek M.: Jakość mikrobiologiczna i wartość odżywcza produktów tradycyjnych
z mleka surowego koziego i krowiego w Jakość i bezpieczeństwo żywności wyzwaniem XXI
wieku, Wydawnictwo PTTŻ, Kraków 2010, s. 171-179.
Ziajka S. (red): Mleczarstwo, zagadnienia wybrane, Wyd. ART., Olsztyn 1997, t.1, s. 89.
Molska I., Pałubińska A.: Jakość mikrobiologiczna i trwałość mleka spożywczego pasteryzowanego
rynku warszawskiego. Przegl. Mlecz., 2006, 8, s. 4-7.
Adres do korespondencji:
Dorota Kowalewska
Wydział Technologii Żywności, Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
ul. Balicka 122, 30-149 Kraków
e-mail: e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Monika Wszołek
159
TOM III.indd 159
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 160
3/9/12 4:49 AM
Iwona Kozikowska
Katarzyna Suprewicz
Anna Kuczkowska-Kuźniar
EPISTEME
12/2011, t. II
s.161-167
ISSN 1895-4421
Zawartość ołowiu i kadmu we krwi pępowinowej, włosach
noworodków i łożyskach kobiet
Concentration of lead and cadmium in cord blood, newborn’s
hair and women placenta
Abstrakt: Celem pracy było określenie średnich zawartości ołowiu i kadmu w łożysku, krwi
pępowinowej oraz włosach noworodków. Materiał do badań uzyskano z Kliniki Położnictwa
i Ginekologii Onkologicznej w Bytomiu. Fragmenty łożysk i krew pępowinową pobrano od 100 kobiet,
podczas gdy kosmki włosów uzyskano od 67 noworodków. Zawartość metali w badanych tkankach
oznaczono wykorzystując metodę absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (AAS). We wszystkich
badanych tkankach obecny był kadm i ołów. Największe zawartości ołowiu odnotowano we włosach
noworodków (685,134 mg•kg-1 s.m.) a najmniej we krwi pępowinowej (24,556 mg/kg s.m). Zawartość
kadmu z kolei była najmniejsza w łożysku (0,711 mg•kg-1 s.m.) a we włosach odnotowano aż 7,726
mg•kg-1 s.m. Zauważono również, iż wiek kobiety odgrywa znaczącą rolę dla zawartości ołowiu
w łożysku i krwi pępowinowej.
Słowa kluczowe: krew pępowinowa, włosy noworodków, łożysko, kadm, ołów
Summary: The aim of this study was to determine medium level of lead and cadmium in placenta,
cord blood and newborn’s hair. The material for research was collected from department of Gynecology
and Obstetrics, Medical University of Silesia. Pieces of placenta and cord blood was obtained from
one hundred of women, whilst newborn’s hair was obtained from 67 newborns. Metals content in
samples were measured using spectrophotometric (AAS) methods. Cadmium and lead were present in
all investigated samples. The highest level of Pb was observed in newborn’s hair (685,134 mg•kg-1 d.m.)
whilst the lowest level was noticed in cord blood (24,556 mg/kg d.m.). The lowest content of Cd was
observed in placenta (0,711 mg•kg-1 d.m.) whilst in newborn’s hair it was found 7,726 mg•kg-1 d.m of
it. It was also observed that the age of a woman plays important role for concentration of Pb in placenta
and cord blood.
Key words: cord blood, newborn’s hair, human placenta, lead, cadmium
161
TOM III.indd 161
3/9/12 4:49 AM
Iwona Kozikowska, Katarzyna Suprewicz, Anna Kuczkowska-Kuźniar
Wstęp
Okres prenatalny jest newralgicznym etapem w rozwoju człowieka. Metale ciężkie takie jak
ołów czy kadm, występujące w środowisku mogą podlegać depozycji, absorpcji i przenikać
poprzez barierę łożyskową, gdzie mogą działać na płód embriotoksycznie lub teratogennie.
Zawartość tych metali na obszarach uprzemysłowionych jest znacznie wyższa niż na terenach
rolniczych [Falcon i in. 2002]. Zanieczyszczenia środowiska mogą także indukować mutacje
w komórkach płodu ludzkiego [Perera i in. 2002].
Istotną rolę w rozwoju płodowym dziecka odgrywa błona oddzielająca matczyną krew i krew
płodu, zwana barierą łożyskową. Jest to cienka warstwa tkankowa, przez którą odbywa się
wymiana substancji pokarmowych, tlenu, przeciwciał czy hormonów [Bartel 2009]. Oprócz
substancji niezbędnych dla rozwijającego się płodu, transportowane są również i takie, które
mogą oddziaływać na niego niekorzystnie. W przypadku niektórych leków, używek takich
jak alkohol, nikotyna czy kofeina, łożysko stanowi słabą barierę, dlatego leczenie kobiet
ciężarnych, ich dieta czy nawyki palenia tytoniu powinny być szczególnie kontrolowane
[Sadler 1993].
Celem pracy było określenie średniej zawartości kadmu i ołowiu we krwi pępowinowej,
włosach noworodków oraz w łożyskach kobiet, a także określenie różnic w zawartości
analizowanych metali w badanych tkankach. Ponadto zamierzone również było zbadanie
sprawności łożyska jako bariery chroniącej płód przed metalami toksycznymi.
Materiał i metody
Badania przeprowadzono na fragmentach tkanek pochodzących z łożysk kobiecych, na krwi
pępowinowej oraz włosach noworodków. Na badanie uzyskano zgodę komisji bioetycznej
(Nr 75/KBL/OIL/2010) oraz pisemną zgodę pacjentek, którą podpisały 102 kobiety (n=102).
Pobrano także odpowiednie ilości kosmków włosów od 67 noworodków (n=67), będących
dziećmi badanych kobiet. Kobiety, od których pochodził materiał podzielono na trzy grupy
wiekowe: 18-24 lat, 25-34 lat, 35-40 lat. Materiał do badań pobrano z Kliniki Położnictwa
i Ginekologii Onkologicznej w Bytomiu.
W celu oznaczenia zawartości metali we włosach noworodków zastosowano metodę
mineralizacji na mokro. Wysuszony materiał zalano 1cm3 kwasu azotowego o stężeniu 65%.
Tak przygotowane próbki ogrzewano przez około 2 godz. w temperaturze 105°C. Następnie
mineralizaty dopełniono wodą redestylowaną do objętości 5 cm3. Fragmenty łożyska i krew
pępowinowa poddane zostały procesowi spalania w piecu muflowym w temperaturze 450°C.
Spopielony materiał zalano 65% kwasem azotowym HNO3 w ilości 2 cm3, oraz uzupełniono
wodą redestylowaną do objętości 5cm3. Pomiary zawartości Cd i Pb w badanych tkankach
wykonano metodą płomieniowej spektrofotometrii absorpcji atomowej (FAAS) przy użyciu
spektrofotometru BUCK 200A i lamp z katodą wnękową.
Wyniki pomiarów wyrażono w miligramach na kilogram suchej masy (mg•kg-1 s.m.)
i opracowano statystycznie za pomocą pakietu Statistica 9.0. Za pomocą testu Shapiro–Wilka
badano typ rozkładu w poszczególnych grupach badawczych. Stosowne obliczenia wykazały
obecność rozkładów nienormalnych, dlatego też dalsze statystyki opierały się na testach
nieparametrycznych (ANOVA Kruskala–Wallisa, R. Spearmana).
162
TOM III.indd 162
3/9/12 4:49 AM
Zawartość ołowiu i kadmu we krwi pępowinowej, włosach noworodków...
Wyniki
Obecność ołowiu i kadmu wykryto we wszystkich badanych próbkach. Średnie zawartości
Cd w łożysku, krwi pępowinowej oraz włosach noworodków przedstawiono na rycinie 1 oraz
w tabeli 1, natomiast zawartość Pb przedstawiono na rycinie 2 oraz w tabeli 1. Najwięcej
kadmu i ołowiu stwierdzono we włosach noworodków, gdzie średnia jego zawartość wynosiła
odpowiednio 7,726±1,219 mg•kg-1 s.m. oraz 685,134±70.464 mg•kg-1 s.m. Z kolei najmniej
ołowiu wykazano we krwi pępowinowej (24,556±3,318 mg•kg-1 s.m.). Porównując średnią
zawartość analizowanych pierwiastków w badanych tkankach można dostrzec, iż ołów jest
metalem, który kumuluje się w organizmie ludzkim w znacznie większych ilościach, co
wyraźnie ilustruje rycina 1 oraz rycina 2.
6,765
149,104
Min.
0,000
0,177
3,318
4,625
1,456
25,485
Max
0,791
24,556
Std.Err
0,085
4,900
STD
3,288
111,068
średnia
0,060
2,872
Min.
0,493
22,058
Max
0,711
30,084
Std.Err
0,430
125,686
STD
68,531
2812,202
średnia
1,219
Pb
70,464
Min.
10,056
Max
Cd
541,246
Std.Err
Krew pępowinowa
7,726
STD
Łożysko
685,134
średnia
Włosy
Tab.1. Średnia zawartość badanych pierwiastków we włosach, krwi pępowinowej noworodków i łożysku
(mg•kg-1 s.m.)
Ryc.1. Średnia zawartość kadmu we włosach, krwi pępowinowej noworodków i łożysku (mg•kg-1
s.m.±błąd standardowy – skala logarytmiczna)
163
TOM III.indd 163
3/9/12 4:49 AM
Iwona Kozikowska, Katarzyna Suprewicz, Anna Kuczkowska-Kuźniar
Ryc.2. Średnia zawartość ołowiu we włosach, krwi pępowinowej noworodków i łożysku (mg•kg-1 s.m. ±
błąd standardowy – skala logarytmiczna)
W celu określenia istotności różnic pomiędzy zawartością Cd i Pb w łożysku, krwi
pępowinowej i włosach noworodków, wykonano test ANOVA Kruskala–Wallisa. Stwierdzono
istnienie istotnie statystycznych różnic pomiędzy średnimi zawartościami metalu w łożysku,
krwi pępowinowej i włosach noworodków (p=0.000).
Średnią zawartość ołowiu i kadmu we krwi pępowinowej w poszczególnych grupach
wiekowych kobiet ilustruje rycina 3. Największą średnią zawartość ołowiu stwierdzono
u kobiet z przedziału wiekowego 25–34 lat; wynosiła ona 29,994±4,547 mg•kg-1 s.m.
Najmniejsza zawartość tego metalu we krwi pępowinowej występowała w przedziale
wiekowym 18–24 lat (19,182±3,567 mg•kg-1 s.m.).
Ryc.3. Średnia zawartość kadmu i ołowiu we krwi pępowinowej pobranej od płodów matek należących
do trzech grup wiekowych (mg•kg-1 s.m.± błąd standardowy)
W badaniach wykazano, iż najmniej kadmu znajduje się we krwi pępowinowej pobranej od
kobiet z przedziału wiekowego 25–34 lat (Ryc.3.). Zawartość ta wynosi 0,546±0,112 mg•kg-1
s.m. Najwyższą średnią zawartość kadmu we krwi pępowinowej stwierdzono w grupie
wiekowej 35–40 lat (1,101±0,561 mg•kg-1 s.m.). Różnica pomiędzy najniższą a najwyższą
średnią zawartością kadmu we krwi pępowinowej kobiet z różnych przedziałów wiekowych
wynosi 0,555 mg•kg-1 s.m.
164
TOM III.indd 164
3/9/12 4:49 AM
Zawartość ołowiu i kadmu we krwi pępowinowej, włosach noworodków...
Ryc.4. Średnia zawartość kadmu i ołowiu w łożyskach kobiet trzech grup wiekowych (mg•kg-1 s.m.±
błąd standardowy)
Na rycinie 4 przedstawiono średnie zawartości ołowiu i kadmu w łożyskach kobiet trzech
grup wiekowych. Wykazano, iż największy stopień kumulacji ołowiu jest w drugiej grupie
wiekowej (25–34 lat) i wynosi średnio 33,022±2,812 mg•kg-1 s.m. Najmniejszą ilość tego
metalu stwierdzono w grupie badawczej 18–24 lat (25,508±3,562 mg•kg-1 s.m.). Różnica
między zawartością największą a najmniejszą wynosi 7,5 mg•kg-1 s.m.
Zawartość kadmu w łożyskach jest zbliżona we wszystkich grupach badawczych i wynosi
średnio 0,665 mg•kg-1 s.m. Jednakże najmniejszy jego poziom (0,482±0,049 mg•kg-1 s.m.)
wykryto w grupie wiekowej 35–40 lat. W tej grupie wiekowej obserwowana jest ponad
dwukrotnie większa zawartość tego metalu we krwi pępowinowej.
Istnienie statystycznie istotnych, pozytywnych korelacji stwierdzono pomiędzy zawartością
Cd w łożysku i krwi pępowinowej (p=0.007). Stwierdzono także istnienie słabej, pozytywnej
korelacji pomiędzy zawartością ołowiu w łożysku i krwi pępowinowej (p=0.020). Wyniki
przedstawiono w tabeli nr 2.
Krew
Włosy
Krew
Łożysko
Łożysko
Włosy
Cd = 0.486
Pb = 0.216
Cd = 0.007**(+)
Pb = 0.020*(+)
Cd = 0.457
Pb = 0.235
Tab.2. Korelacje pomiędzy zawartością kadmu i ołowiu we krwi, łożysku i włosach noworodka, *
p<0.05; ** p<0.01; *** p<0.001
165
TOM III.indd 165
3/9/12 4:49 AM
Iwona Kozikowska, Katarzyna Suprewicz, Anna Kuczkowska-Kuźniar
Dyskusja i Wnioski
• Średnia zawartość metali ciężkich w łożysku jest zależna od środowiska w jakim żyje
człowiek. Im teren bardziej uprzemysłowiony, tym zawartość zarówno Cd [Miller
i in. 1988] jak i ołowiu [Baranowska 1995] jest większa. Ponadto Diaz-Barriga i inni
[1995] zbadali, że zawartość kadmu w łożysku jest 8,1 razy większa na terenach
uprzemysłowionych niż na terenach wiejskich oddalonych o około 300 km.
• Badania prowadzone przez Lagerkvist i innych [1996] dowodzą, iż stwierdzony poziom
kadmu we krwi płodu jest niższy od jego średniej zawartości we krwi matki, co sugeruje,
że łożysko stanowi pewną barierę dla substancji szkodliwych. Wyniki badań ze śląska
pokazują, iż średnia zawartość Cd we krwi pępowinowej jest wyższa niż w łożysku,
podczas gdy we włosach noworodków osiągnął wartość około 10 razy większą. Można
wnioskować, iż łożysko nie stanowi jednak skutecznej bariery dla Cd. Stosunkowo
wysoka zawartość tego pierwiastka we włosach noworodków może być efektem
wydalania go między innymi tą drogą.
• Badania prowadzone w Bytomiu ukazują, iż koncentracja ołowiu w badanych tkankach
ludzkich znacznie przewyższa średnią zawartość kadmu. Według Richter i innych
[1999], wyższy poziom Pb w łożyskach kobiet ciężarnych, wpływa na opóźniony
rozwój płodu. Goyer [1990] uważa, iż poziom tego metalu we krwi płodu jest niemal
taki sam jak we krwi matki, ponieważ nie istnieje widoczna bariera pomiędzy matką
a płodem. Analizując wyniki badań ze śląska można zauważyć, że zawartości badanego
pierwiastka w łożysku jest średnio wyższa o kilka mg•kg-1 s.m. od jego zawartości we
krwi pępowinowej, co dowodzi, iż łożysko zatrzymuje metal w tkance, ograniczając
przejście do płodu. Ponadto kobiety z II grupy wiekowej (25–34 lat) były narażone przez
dłuży okres życia na działanie Pb, stąd tak wysoka jego zawartość we krwi pępowinowej
względem pozostałych grup wiekowych.
• Analiza statystyczna przeprowadzona na podstawie danych uzyskanych z Klinki
Położnictwa i Ginekologii Onkologicznej w Bytomiu, pozwala stwierdzić, iż istnieje
korelacja pomiędzy zawartościami Pb oraz Cd w łożysku i we krwi pępowinowej
noworodków. Z kolei odkrycie braku korelacji pomiędzy zawartością kadmu we
krwi matki oraz u noworodków, zostało zaobserwowane w badaniach Wiera i innych
[1990]. Ponadto brak jest istotnego statystycznie związku pomiędzy zawartością
obu analizowanych metali ciężkich we krwi pępowinowej a włosami noworodków.
Chłopicka [2003] w swoich badaniach prowadzonych na uczniach szkół podstawowych
z południowej Polski wykazała, iż zawartość Cd bardzo mocno koreluje z zawartością Pb
we włosach dzieci. Stwierdzono słabszą korelację zawartości kadmu z zawartością żelaza.
Chłopicka próbuje wyjaśnić tę korelację wspólnym środowiskowym pochodzeniem tych
metali, prawdopodobnie z pyłów powstałych w czasie wytopów rud metali.
• Ekspozycja organizmu matki na metale ciężkie, może skutkować uszkodzeniem łożyska
oraz wpływać na transport niezbędnych śladowych pierwiastków do płodu [Wier i in.
1990].
166
TOM III.indd 166
3/9/12 4:49 AM
Zawartość ołowiu i kadmu we krwi pępowinowej, włosach noworodków...
Literatura
Baranowska I. Lead and cadmium in human placentas and maternal and neonatal blood in a heavily
polluted area. measured by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Occup Environ
Med 1995; (52) 229–232.
Bartel H. Embriologia. Wydanie Lekarskie PZWL. Warszawa 2009; 58–62.
Chłopicka, J. Badanie korelacji pomiędzy wybranymi metalami ciężkimi, biopierwiastkami
i wskaźnikami hematologicznymi u dzieci. Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński,
Kraków, 2003; 1–10.
Diaz–Barriga, F., Carrizeles, L., Calderon, J., Batres, L., Yanez, L., Tabor, M.W., Castelo,
J. Measurement of placental levels of arsenic, lead and cadmium as a biomarker of exposure
to mixtures, biomonitors and biomarkers as indicators of environmental change. New York:
Plenum Pres. 1995;139–148.
Falcon M., Vinas P., Osuna E., Luna A. Environmental exposures to lead and cadmium measured in
human placenta. Arch Environ Health 2002; (57) 598–602.
Goyer, R.A. Transplacental transport of lead. Environ. Health Perspect. 1990;89,101–105.
Lagerkvist, B.J., Sandberg, S., French, W., Jin, T., Nordberg, G.F. Is placenta a good indicator of
cadmium and lead exposure? Arch Environ Health; . 1996; 51(59) 389–394.
Miller R.K., Mattison D.R., Plowchalk D. Biological monitoring of the human placenta. In: Clarkson,
T.W., Friber, L., Nordberg, G.F., Sager, P.R., editors. Biological monitoring of toxic metals. New
York: Plenum, 1988; 567–602.
Perera F., Hemminki K., Jedrychowski W., Whyatt R., Campbell U., Hsu Y. In utero DNA damage
from environmental pollution is associated with somatic gene mutation in newborns. Cancer
Epidemiol Biomarkers Prev. 2002; (11) 1134–7.
Richter J., Hajek Z., Pfeifer I., Subrt P. Relation between concentration of lead, zinc and lysozyme
in placentas of women with intrauterine fetal growth retardation. Cent. Eur. J. Public Health
1999;7.(1) 40–42.
Sadler T.W. Embriologia lekarska. Med Tour Press International. Warszawa 1993; 96-106.
Wier P.J., Miller R.K., Maulik D., and Di Sant’Acnese P. A. Toxicity of cadmium in the perfused
human placenta. Toxciol. Appl. Pharmacol.1990; 105, 156–171.
Adres do korespondencji:
Iwona Kozikowska
Instytut Biologii, Zakład Zoologii Kręgowców i Biologii Człowieka
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
email: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. nadzw. dr hab. Robert Stawarz
167
TOM III.indd 167
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 168
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Kucharczyk
EPISTEME
12/2011, t. II
s.169-175
ISSN 1895-4421
Wpływ różnicowego napowietrzania na proces fermentacyjny
brzeczki w środowisku przemysłowym
The effect of differential aeration on the wort fermentation
process in an industrial environment
Summary: Celem badania było określenie wpływu wstępnego napowietrzania brzeczki na proces
fermentacyjny i wybrane fizykochemiczne parametry piwa. Eksperymenty przeprowadzono w środowisku
przemysłowym – fermentacja i dojrzewanie w kadziach fermentacyjnych o pojemności 3800 hl. Brzeczkę
utleniono sterylnym powietrzem w ilości 7 to 12 mg na 1 dm3. Podczas fermentacji zbadano zmiany
w zawartości ekstraktu, alkoholu i innych lotnych składników. Badanie wykazało, że wpływ napowietrzania
jest niezbędny w procesie fermentacji piwa. Wraz ze wzrostem utlenienia brzeczki, wzrastała zawartość,
m.in. estrów, fuzli, podczas gdy ilość aldehydu octowego spadała. Składniki te miały znaczący wpływ na
walory smakowe i końcową jakość piwa.
Słowa kluczowe: brzeczka, napowietrzanie, fermentacja, piwo
Summary: The aim of the research was to determine the effect of the initial wort aeration on the
fermentation process and selected physiochemical parameters of beer. The experiments were performed
in an industrial environment – fermentation and maturation in fermentation-tanks with capacity of 3800
hl. The worth was oxygenated with sterile air 7 to 12 mg per dm3. During the fermentation changes in the
content of the extract, alcohol and some volatile components have been studied. The research has shown
that the impact of aeration is essential for beer fermentation process. The higher wort oxygenation the
higher content of, inter alia, esters and fusel alcohols, while the amount of acetaldehyde reduces. These
components had a significant impact on the sensory characteristics and final quality of beer.
Key words: wort, aeration, fermentation, beer
169
TOM III.indd 169
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Kucharczyk
Wstęp
Podczas fermentacji drożdże Saccharomyces carlsbergensis tworzą szeroki zakres substancji
aromatycznych, które decydują o pełni smakowej piw [Saerens i in. 2008].
Wiele technologicznych czynników, w tym napowietrzanie brzeczki, dozowanie drożdży
i temperatura fermentacji ma ważny wpływ na zawartość produktów ubocznych fermentacji
a później na smak piwa [Wang i in. 2006].
Decydującymi etapami namnażania drożdży w brzeczce będzie faza adaptacyjna (początkowa) oraz
faza wzrostu logarytmicznego. Szybka adaptacja komórek do warunków środowiska i przejście
do fazy intensywnego rozmnażania zapewnia optymalny proces fermentacji brzeczki. Właściwe
jej napowietrzanie (5 – 10 mg02•dm-3) jest jednym z ważniejszych czynników w życiu komórki
drożdżowej, niezbędnym do uzyskania aktywnej biomasy i szybkiej fermentacji, której efektem
będzie m.in. synteza nienasyconych kwasów tłuszczowych ściany komórkowej, pobieranie
składników odżywczych z brzeczki i wydalanie metabolizmów przemian biochemicznych na
poziomie komórkowym [Depraetere i in. 2007; Verbelen i in. 2009; Salmon, 2005].
Celem badań było bliższe określenie wpływu początkowego napowietrzania brzeczki na
kinetykę fermentacji i tworzenie wybranych komponentów lotnych.
Materiał i metody
Przedmiotem badań był proces produkcji piwa w trzech tankofermentorach (ZKT), z których
pobierano próby przez 18 dni całego cyklu produkcyjnego. Każdy tankofermentor (A, B,
C) został napełniony trzema warkami brzeczki w ilości 1050 hl każda. Brzeczki HG (High
Gravity 15,50 Blg) były przygotowane z tej samej partii słodu, w identycznych warunkach
technologicznych. Podczas napełniania, brzeczka była napowietrzana z różną intensywnością
w poszczególnych tankofermentorach (mg02•dm-3): A (12), B (10) i C (7). Do fermentacji
użyto drożdże Saccharomyces carlsbergensis zebrane po drugiej fermentacji (trzeci pasaż) w
ilości 7 mln komórek na cm3 brzeczki.
Podczas fermentacji i dojrzewania monitorowano ilość komórek drożdżowych w fermentującej
brzeczce i piwie oraz procentową zawartość komórek martwych (Nucleocounter firmy
Chemometec). Ocenę fizykochemiczną piwa przeprowadzono w analizatorze Alcolyzer
Plus firmy Anton Paar. Pomiary obejmowały: ekstrakt pozorny i rzeczywisty, zawartość
alkoholu, stopień odfermentowania oraz pH, barwę i gęstość badanej cieczy. Do analizy
składu związków lotnych (aldehyd octowy, dwuacetyl, 2,3-pentadion, DMS, estry, alkohole
amylowe i sumę alkoholi wyższych) zastosowano chromatografię gazową (chromatograf
GC 8000 Fisons Instruments). Zawartość tlenu w fermentującej brzeczce oznaczano metodą
elektrochemiczną (metoda Clerck’a) za pomocą urządzenia Metler firmy Toledo.
Wyniki i ich omówienie
Na ryc. 1 przedstawione są zależności zmian zawartości rozpuszczonego tlenu w brzeczce po
napełnieniu tankofermentora. Na podstawie przebiegu wykresu można stwierdzić, że kinetyka
zużycia tlenu przez drożdże jest podobna, bez względu na początkowy stopień napowietrzania.
170
TOM III.indd 170
3/9/12 4:49 AM
The effect of differential aeration on the wort fermentation process...
Ryc. 1 Dynamika zmian zawartości rozpuszczonego tlenu w brzeczce w zależności od stopnia napowietrzania
Jednak przy mniejszym natlenieniu brzeczki (7 mg 02 na dm3) po 175 minutach fermentacji
stężenie tlenu było minimalne (< 0,2 mg02 na dm3). Przy wyższym początkowym stężeniu
tlenu (12 mg 02 na dm3) jego pełne zużycie nastąpiło dopiero po około 250 minutach.
Zaobserwowano wpływ napowietrzania na zmiany podstawowych parametrów fermentacji
i zawartość wybranych składników lotnych. Poziom dwuacetylu zwiększał się bardzo szybko,
w przypadku największego stężenia początkowego tlenu (ryc. 2) w czwartym dniu osiągnął
największą wartość spośród badanych tankofermentorów. Natomiast stężenie octanu etylu wzrastało
do momentu odbioru drożdży (10 doba procesu).
Ryc. 2 Przebieg procesu fermentacji i dojrzewania piwa (tankofermentor A) – dawka tlenu w ilości 12 mg•dm-3
171
TOM III.indd 171
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Kucharczyk
W przypadku mniejszej dawki tlenu (ryc. 3) proces fermentacji wydłużył się o 1 dzień.
Przyrost drożdży był znacznie mniej dynamiczny. Koncentracja komórek w piątym dniu
była na poziomie 35 mln jtk•cm-3. Maksymalny poziom dwuacetylu, rzędu 200 µg•dm-3
stwierdzono w czwartej dobie procesu. Wyższe alkohole przyrastały równomiernie przez
cały okres fermentacji i osiągnęły maksymalną zawartość w 8 dniu.
Ryc. 3 Przebieg procesu fermentacji i dojrzewania piwa (tankofermentor B) – dawka tlenu w ilości 10 mg•dm-3
W przypadku najmniejszego napowietrzania brzeczki (ryc. 4) można stwierdzić opóźnienie
przebiegu procesu aż o dwa dni w stosunku do fermentacji z największym początkowym
stężeniem tlenu w fermentującym środowisku. Zawartość dwuacetylu przyrastała wolniej,
osiągając maksymalny poziom w szóstym dniu fermentacji. W dalszym etapie procesu
następowała stosunkowo szybka jego redukcja w porównaniu do dynamiki jego powstawania.
Ze względu na wolniejsze przemiany metaboliczne, drożdże zostały zebrane dopiero
w dwunastym dniu od napełnienia zbiornika. Podobnie jak dla ZKT A i B, na dwa dni przed
zakończeniem procesu oddzielono pozostałe drożdże i osady pofermentacyjne.
Ryc. 4 Przebieg procesu fermentacji i dojrzewania piwa (tankofermentor C) – dawka tlenu w ilości 7 mg•dm-3
172
TOM III.indd 172
3/9/12 4:49 AM
The effect of differential aeration on the wort fermentation process...
Ryc. 5 przedstawia zmiany zawartości liczby komórek drożdżowych w fermentującej brzeczce
i dojrzewającym piwie, w zależności od początkowego napowietrzania tankofermentora.
W ciągu pierwszych dni procesu wystąpił szybki wzrost liczby komórek drożdżowych, większy
przy zwiększonym napowietrzaniu brzeczki. Brzeczki bardziej natlenione na początku
fermentacji charakteryzowały się szybszymi przemianami biochemicznymi. Napowietrzanie
w ilości 12 mg02•dm-3 pozwoliło osiągnąć już w czwartym dniu fermentacji koncentrację
komórek w ilości 40 mln jtk•cm-3. Po tym okresie rozpoczął się stosunkowo szybki proces
ich sedymentacji. W nastawie z dawką tlenu 7 mg02•dm-3 wykazano ograniczoną dynamikę
rozmnażania komórek i przyrostu biomasy oraz istotnie wolniejszy proces kłaczkowania,
o około jedną dobę. Co więcej, zaobserwowano tendencję do unoszenia się komórek ze
stożka do góry zbiornika przed ich odbiorem do tanku drożdżowego. To zjawisko może
powodować wzrost wartości pH piwa w wyniku łatwiejszej penetracji produktów autolizy
drożdży do roztworu.
Na ryc. 2 – 4 zamieszczono zmiany zawartości octanu etylu w odniesieniu do początkowej
zawartości tlenu w brzeczce. W nastawie z większą dawką tlenu (12 mg02•dm-3 ) zawartość
octanu etylu przyrastała dynamiczniej do końcowej zawartości 20,3 mg•dm-3 i była o około
7 % wyższa od próby standardowej (10 mg02•dm-3). Opisany wpływ napowietrzania na
tworzenie estrów, potwierdzają wcześniejsze badania [Riverol i in. 1991; Nakatani i in.
1991]. W przypadku dwuacetylu (ryc. 2 – 4) nie wykazano istotnych różnic w końcowej jego
koncentracji.
Ryc. 5. Ilość komórek drożdżowych w fermentującej brzeczce i dojrzewającym piwie
173
TOM III.indd 173
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Kucharczyk
Wnioski
• Początkowy stopień napowietrzania brzeczki miał istotny wpływ na proces namnożenia
drożdży i kinetykę fermentacji. Zwiększone napowietrzanie brzeczki (z 10 do 12 mg02•
dm-3) przyczyniło się do skrócenia czasu fermentacji o około jedną dobę
• Wykazano wyraźny wpływ początkowej ilości tlenu na kształtowanie się zawartości
badanych składników lotnych. Zwiększenie dawki tlenu z 10 do 12 mg02•dm-3, przyczyniło
się do wzrostu zawartości estrów, a szczególnie octanu etylu oraz zmniejszenia ilości
aldehydu octowego o około 20% .
• Zwiększona zawartość tlenu w brzeczce nie miała istotnego wpływu na tworzenie
alkoholi fuzlowych i wicynalnych diketonów.
Literatura
Depraetere S., Delvaux F., Schutter D., Wiliams I., Winderockx J. 2007. The influence of wort
aeration and yeast preoxygenation on beer stallin processes. Food Chemistry, 107, 242 - 249
Nakatani K., Fukui N., Nagami K., Nishigaki M. 1991. Kinetic Analysis of ester formation during
beer fermentation. American Society of Brewing Chemists, ASBC Journal, 4, 152-157
Riverol C., Cooney J. 2007. Estimation of the ester formation during beer fermentation using neural
networks. Journal of Food Engineering, 82, 585-588
Saerens S., Verbelen P., Vanbeneden N. 2008. Monitoring the influence of high-gravity brewing and
fermentation temperature on flavour formation by analysis of gene expression levels in brewing
yeast. Applied genetics and molecular biotechnology, 80, 1039-1051
Salmon J. 2006. Interactions between yeast, oxygen and polyphenols during alcoholic fermentations:
practical omplications. LWT , 39, 959-965
Verbelen P., Dekoninck T., Saerens S., Mulders S., Thevelein J., Delvaux F. 2009. Impact of pitching
rate on yeast fermentation performance and beer flavour. Microbiol Biotechnol, 82, 155-167
Wang D., Sun J., Zhang W., Jia F., Yang Y., Lin Z., Feng J., Pavlovic M. 2006. Disruption of brewer’s
yeast alcohol dehydrogenase II gene and reduction of acetaldehyde content during brewery
fermentation. American Society of Brewing Chemists, 4, 195 – 201
Adres do korespondencji:
Krzysztof Kucharczyk
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej
ul. Balicka 122, 31 – 149 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun Naukowy: Prof. dr hab. inż. Tadeusz Tuszyński
174
TOM III.indd 174
3/9/12 4:49 AM
Anna Kuczkowska-Kuźniar
Anna Gał
Aldona Ciągło
Magdalena Czajkowska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.175-179
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ Zn, Cu, Fe i Mg W MIODZIE ORAZ PROPOLISIE POCHODZĄCYCH Z
WYBRANYCH PASIEK NA TERENIE POLSKI
THE CONTENT OF ZN, CU, FE, AND MG IN HONEY AND PROPOLIS FROM
CHOSEN APIARIES IN POLAND
Abstrakt: Produkty pszczele nie tylko żywią, ale również leczą. Miód i propolis zawierają wiele
cennych składników. Szczególną rolę odgrywają mikro i makroelementy, które pełnią w organizmie
zwierząt i człowieka istotną rolę, jako składniki i aktywatory wielu enzymów. Należy jednak pamiętać,
iż pierwiastki biogenne w warunkach zwiększonej koncentracji w środowisku mogą stać się toksyczne.
Badania dotyczą oceny zawartości Fe, Mg, Zn oraz Cu w miodzie oraz w propolisie i określenia różnic
pomiędzy zawartością tych pierwiastków w materiale pochodzącym z różnych pasiek na terenie Polski.
Badania wykazały obecność Fe, Mg, Zn, Cu we wszystkich badanych próbkach. Stwierdzono różnice
w średnich zawartościach badanych pierwiastków pomiędzy próbkami miodu i propolisu pochodzących
z różnych pasiek. Wyższą średnią zawartość wszystkich badanych metali stwierdzono w próbkach
propolisu.
Słowa kluczowe: propolis, produkty pszczele, miód, pierwiastki biogenne
Summary: Honey bee products do not only nourish, but they cure as well. Honey and propolis contain
many valuable components. Micro and macronutrients are very important, because they perform essential
role as components and activators of many enzymes in animals and human. On the other hand biogenic
elements can be toxic in enlarged concentrations in the environment. The aim of the present study was to
estimate concentrations of Fe, Mg, Zn and Cu in honey and propolis, coming from different apiaries in
Poland. All of the studied metals occurred in higher concentrations in propolis comparing to honey. The
differences concerning metal concentrations that occurred between propolis and honey were statistically
significant.
Key words: proplis, bee’s products, honey, biogenic elements
175
TOM III.indd 175
3/9/12 4:49 AM
Anna Kuczkowska-Kuźniar, Anna Gał, Aldona Ciągło, Magdalena Czajkowska
Wstęp
Pszczelarstwo w Polsce cieszy się duża aprobatą społeczeństwa ze względu na niezwykle
pożyteczne właściwości produktów pszczelich, które wykorzystywane są powszechnie w przemyśle
spożywczym, farmaceutycznym jak i kosmetycznym [Kalinowski 1988; Podgórski 2004].
Miód jest uważany jako produkt naturalny i zdrowy, który zawiera wiele cennych składników,
takich jak enzymy i substancje chemiczne o działaniu przeciw drobnoustrojowym. Miód zawiera
szereg składników, które łączą się z wolnymi rodnikami unieszkodliwiając je. [Bornus 1986;
Kędzia 1998; Kisała 2009;]. Miód reguluje siły zarówno fizyczne jak i psychiczne, wspomaga układ
immunologiczny, działa odtruwająco przy nadużyciu kawy i alkoholu. Po jego spożyciu wzrasta w
organizmie poziom serotoniny czyli hormonu szczęścia. [ Żółty 2009].
Silne właściwości bakteriobójcze oraz bakteriostatyczne posiada również propolis. Kit pszczeli
zawiera wiele cennych mikro i makroelementów, które tworzą wraz z witaminami, proteinami
i glikozydami cenny produkt odżywczy dla naszego organizmu. Dzięki swym leczniczym
właściwościom łagodzi rozdrażnienia nerwowe i stany zapalne, poprawia pamięć, sprawność
fizyczna i samopoczucie. Zmieszany z miodem jest dobrym środkiem w leczeniu astmy [Żółty 2009].
Pierwiastki biogenne, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmów,
w warunkach zwiększonej koncentracji w środowisku mogą stać się toksyczne. Dlatego trudno
jest nieraz określić przedziały pomiędzy ich zawartościami pożytecznymi a nadmiernymi.
Badania z zakresu ekotoksykologii bazują na pomiarach zawartości metali ksenobiotycznych
(np. Hg, Cd, Pb) i metali biogennych takich jak cynk, miedź, żelazo i magnez [Hoffel 1985;
Hoffel 1985 Hoffel 1985Kabata-Pendias 1993; Podgórski 2004]. Celem niniejszych badań
była ocena zawartości i różnic występowania miedzi, cynku żelaza i magnezu w miodzie
i propolisie pochodzących z różnych pasiek na terenie Polski.
Materiał i metody
Próbki produktów pszczelich pochodziły z czterech pasiek znajdujących się w Rudawce
i Tarnawcach w województwie podkarpackim, w Wodzisławiu w województwie
świętokrzyskim oraz w Podszklu w województwie małopolskim. Do badań pobrano po
10 jednogramowych prób miodu oraz propolisu z każdej pasieki. Materiał pobrany został
w okresie wiosennym. Zawartość Fe, Zn, Cu i Mg oznaczono za pomocą atomowej
spektrofotometrii absorpcyjnej techniką płomieniową (FAAS). Zawartość pierwiastków
oznaczana była w suchej masie badanego materiału, który poddany został mineralizacji na
mokro w stężonym kwasie azotowym, w temperaturze 90°C. Do każdej serii mineralizowanych
próbek wykonywano tzw. „próbę ślepą”. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej
z zastosowaniem jednoczynnikowej analizy wariancji ANOVA.
Wyniki
Analiza ilościowa badanych metali w zebranych próbach wykazała że zawartość ich
\w miodzie i propolisie w poszczególnych pasiekach była zróżnicowana (Tabela 1i 2).
Najwyższe zawartości cynku stwierdzono w próbkach miodu (0,29 ± 0,02 mg • 100 g-1)
i propolisu (4,33 ± 0,59 mg • 100 g-1) pobranych z pasieki w Wodzisławiu w województwie
świętokrzyskim, natomiast najniższe wartości stwierdzono w miodzie (0,10 ± 0,02 mg • 100
g-1 ) oraz propolisie (1,52 ± 0,23 mg • 100 g-1) pochodzącym z województwa podkarpackiego
z pasieki w Rudawce. Różnice istotne statystycznie w zawartości cynku w miodzie
odnotowano pomiędzy próbkami pobranymi w: Rudawce i Tarnawcach (p= 0,000); Rudawce
i Wodzisławiu (p= 0,000); Wodzisławiu i Podszklu (p= 0,028).
176
TOM III.indd 176
3/9/12 4:49 AM
Zawartość Zn, Cu, Fe i Mg w miodzie oraz propolisie...
W przypadku propolisu różnice istotne statystycznie w zawartości cynku w próbkach
propolisu odnotowano pomiędzy próbkami pochodzącymi z pasieki w: Wodzisławiu
i Tarnawcach (p= 0,003); Rudawce i Wodzisławiu (p= 0,000); Rudawce i Podszklu (p= 0,005).
W przypadku miedzi najwyższe zawartości w miodzie (0,08 ± 0,01 mg • 100 g-1) stwierdzono
w województwie podkarpackim w miejscowości Rudawka, natomiast najwyższe zawartości
w propolisie (0,57 ± 0,07 mg • 100 g-1) stwierdzono w materiale pobranym z pasieki
w Podszklu. Najniższe zawartości Cu zarówno w miodzie (0,04 ± 0,01 mg • 100 g-1) jak
i w propolisie (0,37 ± 0,10 mg • 100 g-1) pobranym z województwa świętokrzyskiego z pasieki
w Wodzisławiu. Różnice istotne statystycznie w zawartości miedzi w miodzie odnotowano
pomiędzy próbkami pobranymi z : Tarnawiec i Rudawki (p=0,028); Rudawki i Wodzisławia
(p= 0,000); Podszkla i Wodzisławia (p= 0,000). W przypadku propolisu różnice istotne
statystycznie stwierdzono w próbkach pobranych z pasieki w Tarnawcach i Wodzisławiu (p=
0,015) oraz Wodzisławiu i Podszklu (p= 0,002).
W przypadku magnezu najwyższe średnie zawartości tego pierwiastka w miodzie (3,75
± 0,19 mg • 100 g-1) jak i w propolisie (13,74 ± 0,78 mg • 100 g-1) stwierdzono w pasiece
w województwie małopolskim w miejscowości Rudawka. Najniższe zawartości badanego
pierwiastka zanotowano w miodzie (1,15 ± 0,04 mg • 100 g-1) w Wodzisławiu oraz w propolisie
(1,27 ± 0,31 mg • 100 g-1) w Rudawce w województwie podkarpackim. Różnice istotne
statystycznie w zawartości magnezu w miodzie odnotowano pomiędzy próbkami pobranymi
w: Tarnawcach i Wodzisławiu (p= 0,012); Tarnawcach i Podszklu (p=0,047); Rudawce
i Wodzisławiu (p= 0,047); Rudawce i Podszklu (p=0,012); Wodzisławiu i Podszklu (p= 0,000).
Najwyższe wartości żelaza stwierdzono w miodzie (1,64 ± 0,05 mg • 100 g-1) oraz w
propolisie (13,99 ± 0,52 mg • 100 g-1) pochodzącym z pasieki w województwie podkarpackim
w miejscowości Tarnawce. Najmniej żelaza zawierały próbki miodu ( 1,23 ± 0,01 mg • 100 g-1)
z pasieki w Podszklu oraz próbki propolisu ( 4,42 ± 0,52 mg • 100 g-1) pochodzące z pasieki
w Rudawce. W przypadku żelaza różnice istotne statystycznie odnotowano pomiędzy próbkami
miodu pochodzącymi z pasieki w: Tarnawcach i Wodzisławiu (p=0,000); Tarnawcach i Podszklu
(p= 0,000); Rudawce i Podszklu (p=0,002) oraz próbkami propolisu pochodzącymi z : Tarnawiec
i Rudawki (p=0,000); Tarnawiec i Wodzisławia (p= 0,004); Rudawki i Podszkla (p= 0,015).
Badano korelacje pomiędzy oznaczonymi zawartościami poszczególnych metali w badanych
produktach pszczelich. Analiza statystyczna wykazała dodatnie korelacje między cynkiem
a miedzią w miodzie ( r2= 0,346; p= 0,000) oraz w propolisie ( r2= 0,178; p=0,007). Dodatnie
korelacje wykazano również pomiędzy cynkiem a magnezem w miodzie (r2= 0,145; p= 0,015) oraz
w propolisie ( r2= 0,223; p= 0,002). W miodzie dodatkowo stwierdzono korelacje dodatnie pomiędzy
miedzią a magnezem (r2= 0,407; p= 0,000). W każdym z przypadków były to korelacje słabe.
Parametry
Tarnawce
Rudawka
Wodzisław
Podszkle
Cynk
2,24 ± 0,07
1,52 ± 0,23
4,33 ± 0,59
2,64 ± 0,47
Magnez
5,13 ± 0,52
1,27 ± 0,31
8,49 ± 0,34
13,74 ± 0,78
Miedź
0,54 ± 0,17
0,52 ± 0,09
0,37 ± 0,10
0,57 ± 0,07
Żelazo
13,99 ± 0,52
4,42 ± 0,52
5,51 ± 0,50
5,78 ± 0,33
Tab. 1. Zawartość Mg, Zn, Fe i Cu (mg • 100 g-1) w propolisie pochodzącym z różnych pasiek na terenie Polski
177
TOM III.indd 177
3/9/12 4:49 AM
Anna Kuczkowska-Kuźniar, Anna Gał, Aldona Ciągło, Magdalena Czajkowska
Parametry
Tarnawce
Rudawka
Wodzisław
Podszkle
Cynk
0,28 ± 0,07
0,10 ± 0,02
0,29 ± 0,02
0,19 ± 0,05
Magnez
2,38 ± 0,10
2,30 ± 0,10
1,15 ± 0,04
3,75 ± 0,19
Miedź
0,05 ± 0,01
0,08 ± 0,01
0,04 ± 0,01
0,08 ± 0,02
Żelazo
1,64 ± 0,05
1,51 ± 0,08
1,29 ± 0,05
1,23 ± 0,01
Tab. 2. Zawartość Mg, Zn, Fe i Cu w miodzie (mg • 100 g-1) pochodzącym z różnych pasiek na terenie Polski
Dyskusja
Miód jest produktem spożywczym o dużej wartości odżywczej i leczniczej, ponieważ
zawiera wiele cennych składników, w tym makro- i mikroelementy. Zawartość składników
mineralnych uzależniona jest od rodzaju miodu, okresu zbioru oraz od rejonu jego
pochodzenia [Podgórski 2004, Grembecka i wsp. 2007]. Wyniki uzyskane w badaniach
własnych wskazują na dopuszczalną zawartość badanych metali w miodzie i w propolisie wg
PN 88/A-77626. Zbliżone wyniki odnośnie zawartości badanych pierwiastków w propolisie
uzyskał Perużyński [2003], który wskazywał na średnią zawartość Cu 0,49 mg • 100 g-1
propolisu, Zn 1,18 mg • 100 g-1 propolisu oraz Fe 3,04 mg • 100 g-1 propolisu.
W badaniach własnych zawartość cynku w badanym miodzie waha się w przedziale od 0,10
do 0,29 mg • 100 g-1 produktu natomiast w propolisie od 1,51 do 4,33 mg • 100 g-1 produktu.
Uzyskane wyniki są niższe niż dopuszczalne maksymalne wartości określone w PN 88/A-77626.
Zawartość miedzi w miodzie wynosiła od 0,04 do 0,08 mg • 100 g-1 produktu, natomiast
w przypadku propolisu zawartość miedzi wahała się od 0.37 do 0,57 mg • 100 g-1 propolisu.
W porównaniu z PN [1988] zawartość miedzi można określić jako bardzo niską. W próbkach
miodu zawartość magnezu mieściła się w przedziale 1,15 – 3,75 mg • 100 g-1 produktu.
W propolisie odnotowano od 1,27 do 13,74 mg • 100 g-1 produktu. Według Kunachowicz
i wsp. [2005] zawartość magnezu w miodach powinna wynosić około 5 mg/100 g tego
produktu, natomiast Suoci i wsp. [2002] podają uśrednioną zawartość magnezu na poziomie
1,7 mg/100 mg • 100 g-1, co jest wartością zbliżoną do uzyskanych w niniejszej pracy.
Zawartość żelaza wahała się od 1,23 do 1,64 mg • 100 g-1 miodu oraz od 4,42 do 13,98 mg •
100 g-1 w propolisie. Są to wyniki zbliżone do tych, które są uzyskiwane przez naukowców.
Niemieckie tabele składu i wartości odżywczej żywności [Suoci i in. 2002] podają uśrednioną
dla całej puli miodu zawartość żelaza – 1,3 mg • 100 g-1 produktu rynkowego, co nieznacznie
się różni wyników trzymanych w niniejszej pracy. Kunachowicz i wsp. [2005] stwierdzili, że
zawartość żelaza miodach naturalnych wynosi przeciętnie 0,9 mg • 100 g-1.
Wnioski
• Stwierdzono obecność badanych pierwiastków biogennych (Fe, Cu, Zn, Mg,) we
wszystkich badanych próbach propolisu i miodu.
• Wyższą zawartość wszystkich badanych pierwiastków odnotowano w próbach propolisu.
• Najwyższe średnie zawartości cynku zarówno w miodzie jak i w propolisie odnotowano
w próbkach pochodzących z pasieki w Wodzisławiu.
178
TOM III.indd 178
3/9/12 4:49 AM
Zawartość Zn, Cu, Fe i Mg w miodzie oraz propolisie...
• W pasiece w Podszklu stwierdzono najwyższą zawartość magnezu w miodzie
i w propolisie oraz miedzi w propolisie.
• W Tarnawcach stwierdzono najwyższe zawartości żelaza w próbkach miodu oraz propolisu.
• W pasiece w Rudawce odnotowano najwyższą średnia zawartość miedzi w miodzie.
• Wykazano słabe dodatnie korelacje w miodzie między Zn/Cu, Zn/Mg, Cu/Mg.
• Słabe dodatnie korelacje w propolisie stwierdzono pomiędzy Zn/Mg.
Literatura
Bornus L. 1986. Miód pszczeli - od producenta do konsumenta. PWRiL Poznań.
Hoffel I. 1985. Schwermetallen in Bienen und Bienenproducten. Apidologie, 16, 196. Grembecka
M., Hendożko E., Szefer P. 2007. Zawartość żelaza i magnezu w wybranych gatunkach miodów
pszczelich. BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XL, 4: 325 – 328.
Kabata-Pednias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo naukowe
PWN Warszawa.
Kalinowski J. 1988. ABC pszczelarza Państwowe wydawnictwo Rolnicze i Leśne.
Kędzia B., Hołderna-Kędzia E. 1998. Leczenie miodem. Polski Związek Pszczelarstwa. Warszawa.
Kisała J. Dżugan M. 2009. Wpływ stanu środowiska i sposobu utrzymania pszczół na jakość miodu.
Polskie Towarzystwo Gleboznawcze, Oddział w Rzeszowie, Zesz. Nauk., zesz. 11: 115−120.
Kunachowicz H., Nadolna I., Przygoda B., Iwanow K. 2005. Tabele składu i wartości odżywczej żywności.
Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
Perużyński Grzegorz. 2003. Zawartość metali ciężkich w ciałach pszczół i wybranych produktach
pszczelich z północno-zachodniej części woj. Zachodnio-pomorskiego. Materiały z XL Naukowej
Konferencji Pszczelarskiej, Puławy: 19-20.
Podgórski W., Kanoniuk D. 2004. Miód jako wskaźnik zawartości metali ciężkich w środowisku. Sectioe
XXII, 48: 359−365.
Polska Norma PN-88/A-77626. „Miód pszczeli”. Dziennik Norm i Miar nr 8/1988, poz. 19, Wyd.
Normaliz. „ALFA”.
Souci S.W., Fachmann H. Kraut H. 2002. Food Composition and Nutrition Tables. Medpharm Scientific
Publishers, Stuttgart 20.
Żółty G. 2009. Produkty pszczele i ich zagrożenie ze strony Varroa Destructor. Materiał Jubileuszowej
V Ogólnopolskiej Młodzieżowej Konferencji Naukowej: 88-90.
Adres do korespondencji:
Anna Kuczkowska-Kuźniar
Wydział Geograficzno-Biologiczny, Zakład Zoologii Kręgowców i Biologii Człowieka
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Grzegorz Formicki
179
TOM III.indd 179
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 180
3/9/12 4:49 AM
Anna Mścichowska
Alicja Macko-Podgórni
Ewa Grzebelus
Dariusz Grzebelus
EPISTEME
12/2011, t. II
s.181-186
ISSN 1895-4421
Lokalizacja przycentromerowej sondy BAC na chromosomach
marchwi (Daucus carota L.) przy wykorzystaniu
fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ
Localization of pericentomeric BAC probe on the carrot (Daucus
carota L.) chromosomes using fluorescent in situ hybridization
Abstrakt: Marchew posiada 9 par chromosomów charakteryzujących się podobną morfologią i zbliżoną
wielkością (2-4µm), co utrudnia ich rozróżnienie metodami cytogenetyki klasycznej oraz na drodze
barwienia prążkowego. W takich przypadkach, dobrym narzędziem identyfikacji chromosomów jest
opracowanie markerów cytogenetycznych oraz ich lokalizacja za pomocą fluorescencyjnej hybrydyzacji
in situ (FISH). Przeprowadzone badania polegały na lokalizacji w chromosomach marchwi sondy,
przygotowanej w oparciu o klon pochodzący z genomowej biblioteki BAC, którą przygotowano dla
linii wsobnej marchwi B8503. Klon BAC został zidentyfikowany, ponieważ posiadał insercje elementu
DcMaster o długości 4855 bp. Sygnały hybrydyzacji występowały w rejonach przycentromerowych,
a także w obrębie przewężenia wtórnego. Uwzględniając rozmieszczenie sygnałów hybrydyzacji
wykorzystanej sondy, zidentyfikowano pary chromosomów homologicznych oraz przygotowano
kariotyp.
Słowa kluczowe: Daucus carota, BAC, fluorescencyjna hybrydyzacja in situ
Summary: Carrot chromosomes are small (2-4μm) and poorly differentiated in size and morphology,
which causes difficulties to their distinguish by the classical and staining cytogenetic methods. In such
cases, a useful tool to identify chromosomes is the develop cytogenetic markers and their localization
on chromosomes using fluorescent in situ hybridization (FISH). This studies included the localization
on the carrot chromosomes the BAC probe prepared from the carrot genomic BAC library.BAC clone
was identified because it had an insertion in length 4855 bp from the DcMaster element. Hybridization
signals were observed in pericentomeric regions and also within the secondary constriction. The use of
this probe allowed to (1) discrimination of homologous chromosome pairs and to construct of putative
carrot karyotype.
Key words: Daucus carota, BAC, fluorescence in situ hybridization
181
TOM III.indd 181
3/9/12 4:49 AM
Anna Mścichowska, Alicja Macko-Podgórni, Ewa Grzebelus, Dariusz Grzebelus
Wstęp
Podstawowym celem badań cytogenetycznych jest analiza kariotypu, czyli opis kompleksu
chromosomowego organizmu, uwzględniający morfologię i budowę poszczególnych
chromosomów. Tradycyjne metody analizy kariotypu polegają na analizie morfologii
chromosomów traktowanych kilkoma powszechnie używanymi barwnikami, jednak
barwienie tego typu daje niezależnie od użytego barwnika efekt jednolitego wybarwienia
chromosomów na całej ich długości, co utrudnia identyfikację podobnych morfologicznie
chromosomów. Istotnym postępem w badaniach chromosomów było wprowadzenie tzw.
barwienia różnicowego, w którym ujawniane są poprzeczne prążki wzdłuż chromosomów.
Jednak dla gatunków, o małych chromosomach wzór prążkowy jest słabo różnicujący
i nie pozwala na identyfikację chromosomów [Małuszyńska 2007]. Skuteczną techniką
identyfikacji małych i morfologicznie podobnych chromosomów jest fluorescencyjna
hybrydyzacja in situ (FISH) – metoda cytogenetyki molekularnej. Technika ta, polega na
łączeniu specyficznie wyznakowanej sondy z DNA jądrowym będącym elementem preparatu
mikroskopowego. Jako sondy wykorzystywane są zarówno sekwencje kodują i niekodujące.
Warunkiem jest jednak odpowiednio duża liczba powtórzeń sekwencji w jednym miejscu
genomu, dzięki czemu sonda hybrydyzuje ze stosunkowo długim odcinkiem chromosomu
i możliwa staje się wizualizacja miejsca hybrydyzacji. Zaletą tej metody jest możliwość
stosowanie kilku sond jednocześnie.
Pierwszymi sekwencjami użytymi do hybrydyzacji in situ były geny rRNA. Wykorzystanie
18S·26S rDNA i 5S rDNA pozwoliło zlokalizować geny rRNA w chromosomach i jądrach
interfazowych wielu gatunków roślin [Ansari i in. 1999, Hasterok i in. 2006, Wolny
i in. 2010]. Powszechnie wykorzystywanymi markerami cytogenetycznymi są także
wysoce konserwatywne sekwencje telomerowe [Fuchs i in. 1995]. Istotną cześć genomu
stanowią sekwencje powtórkowe występujące w układzie rozproszonym, a wśród nich
(retro)transpozony i mikrosatelity. Retrotranspozony i transpozony zlokalizowano m. in.
w chromosomach jęczmienia [Suoniemi i in. 1996] i buraka cukrowego [Schmidt i in.
1995]. Sekwencje mikrosatelitarne, mimo rozproszonego charakteru wykazują tendencje
do kumulacji w rejonach okołocentromerowych [Gindullis i in. 2001]. Dobrym źródłem
sond do FISH są klony BAC (sztuczne chromosomy bakteryjne) ponieważ, zawierają duże
inserty genomowego DNA obejmującego zarówno sekwencje unikatowe jak i powtórzone.
Dostępność biblioteki BAC umożliwia wyodrębnienie sond specyficznych chromosomowo
CSCDM (Chromosome Specific Cytogenetic DNA Markers), które hybrydyzują punktowo do
jednej lub więcej par chromosomów [Dong i in. 2000].
Marchew (2n=18) jest gatunkiem diploidalnym posiadającym małe i podobne morfologicznych
chromosomy, co powoduje poważne trudności w ich identyfikacji metodami barwienia
klasycznego i prążkowego. Genom marchwi stanowią w 40% sekwencje repetytywne. Tak,
więc skuteczna identyfikacji chromosomów tego gatunku może się odbyć przez opracowanie
markerów cytogenetycznych na bazie sekwencji powtarzalnych oraz ich lokalizacja
w chromosomach na drodze FISH. Sekwencje powtórkowe, których wzór hybrydyzacji
pozwoliłby zidentyfikować chromosomy marchwi są wciąż przedmiotem poszukiwań
naukowców. Przeprowadzone badania miały na celu zlokalizowanie w chromosomach
marchwi sondy przygotowanej na bazie klonu BAC pochodzącego z genomowej biblioteki
Daucus carota [Cavagnaro i in. 2009]. Oceniono także przydatności wzoru hybrydyzacji
sondy w identyfikacji chromosomów.
182
TOM III.indd 182
3/9/12 4:49 AM
Lokalizacja przycentromerowej sondy BAC na chromosomach marchwi...
Materiał i metody
Klon BAC wykorzystany do przygotowania sondy pochodził z biblioteki genomowej
marchwi otrzymanej dla linii wsobnej B8503 [Cavagnaro i in. 2009] i został zidentyfikowany,
ponieważ posiadał insercję elementu DcMaster o długości 4855 bp. Dokładna długość
sekwencji badanego klonu nie jest znana, ale średnia długości klonów z tej biblioteki wynosi
121 kb. Klon nie został jeszcze zsekwencjonowany.
Sondę znakowano pośrednio w reakcji nick-translacji zgodnie instrukcją producenta, jako
znacznik wykorzystano digoksygeninę. Następnie, sondę oczyszczano z pozostałości
wyznakowanych niewłączonych nukleotydów za pomocą komercyjnych kolumn
zawierających złoże z Sephadex-u G-50 (Roche Diagnostics). Preparaty cytologiczne
wykonywano ze stożków wzrostu marchwi odmiany ‘Dolanka’ metodą enzymatyczną. Do
maceracji merystemów korzeniowych wykorzystano mieszaninę enzymów w składzie: 4%
celulaza Onozuka R10 (Serva) i 2% pektoliaza Y23 (Duchefa) [Pląder i in. 1998]. Denaturację
sondy i DNA jądrowego przeprowadzano oddzielnie. Do detekcji miejsc hybrydyzacji
wykorzystano 2µg/mL roztwór przeciwciała antydigoksygeniny (Roche Diagnostics)
sprzężonego z fluoresceiną, wg instrukcji Dong i in. [2000]. Dla podbarwienia chromosomów
i jąder interfazowych użyto roztworu DAPI (4´,6-diamidino-2-phenylinole, 1 mg/1 mL). Do
wizualizacji miejsc hybrydyzacji wykorzystano mikroskop fluorescencyjny AxioImager M2
(Zeiss), natomiast do archiwizacji obrazu posłużył program Case Data Manager 6.0 (ASI),
przy pomocy którego dokonano pomiaru długości chromosomów 6 płytek metafazowych.
Po zastosowaniu do FISH sondy przygotowanej na bazie klonu BAC, którego poza
informacją o insercji elementu DcMaster skład nukleotydowym nie jest poznany,
zaobserwowano pozytywny wynik hybrydyzacji w postaci świecących sygnałów fluorescencji
w chromosomach marchwi. Miejsca hybrydyzacji występowały na wszystkich chromosomach
(ryc. 1b) w rejonach heterochromatyny przycentromerowej (ryc. 1a). Dodatkowo, sygnały
hybrydyzacji zaobserwowano także w rejonie przewężenia wtórnego. Miejsca hybrydyzacji
widoczne były w postaci wyraźnych klastrów i punktów. Dla pary chromosomów zawierającej
organizator jąderka (SAT - chromosom) sygnał hybrydyzacji tworzył blok na dużej
powierzchni chromosomów. Sygnały hybrydyzacji o dużym rozmiarze zaobserwowano także
dla czwartej pary chromosomów. Dla drugiej, trzeciej, ósmej i dziewiątej pary chromosomów
miejsca hybrydyzacji występowały w postaci dwóch punktów: powyżej i poniżej centromeru.
Natomiast, dla pary piątej, szóstej i siódmej sygnały wystąpiły jako jeden wyraźnie widoczny
punkt w rejonie centromeru (ryc1 b, d). Uwzględniając powtarzalny wzór hybrydyzacji sondy
BAC zidentyfikowano pary chromosomów homologicznych. Całkowita średnia długość
chromosomów dla wykorzystanych do analizy 6 płytek metafazowych wyniosła 67±6µm,
przy średniej długości chromosomów 3-6µm.
183
TOM III.indd 183
3/9/12 4:49 AM
Anna Mścichowska, Alicja Macko-Podgórni, Ewa Grzebelus, Dariusz Grzebelus
Ryc. 1. Lokalizacja przycentromerowej sondy BAC na chromosomach marchwi przy wykorzystaniu
fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ. (a) Chromosomy metafazowe marchwi bawione DAPI; (b)
Wynik hybrydyzacji sondy BAC znakowanej digoksygeniną i wykrywanej za pomocą przeciwciała
anty-dig połączonego z fluoresceiną (zielona fluorescencja). (c) Sygnały hybrydyzacji sondy BAC na
chromosomach marchwi barwionych DAPI; (d) Kariotyp przygotowany w oparciu lokalizację sondy
BAC. Czerwone strzałki (a, c) wskazują parę chromosomów z satelitą.
Dyskusja
Identyfikacja chromosomów jest podstawą w badaniach cytogenetycznych, szczególnie
u gatunków z małymi i słabo zróżnicowanymi chromosomami. Znajomość kariotypu jest
ważna z punktu widzenia hodowli nowych odmian lub ulepszania istniejących, ma także
znaczenie w analizach filogenetycznych [Małuszyńska 2007].
W niniejszej pracy do hybrydyzacji wykorzystano sondę przygotowaną w oparciu o klon
BAC pochodzący z genomowej biblioteki marchwi [Cavagnaro i in. 2009]. Poza informacją
o insercji elementu DcMaster jego sekwencja nukleotydowa jest nieznana. Transpozony
DcMaster należą do nadrodziny PIF/Harbinger (klasaII) i charakteryzują są równomiernym
rozmieszczone w całym genomie marchwi [Grzebelus i in. 2007]. Natomiast, w wyniku
przeprowadzonej hybrydyzacji, sygnały zaobserwowano w rejonach przycentomerowych,
a także w obrębie satelity. Jak podaje Heslop-Harrison [2000] heterochromatyna
okołocentromerowa jest bogata w retroelementy oraz mikrosatelity. Zatem, uzyskany wynik
może świadczyć, że w skład klonu BAC oprócz elementu DcMaster wchodzą inne (retro)
transpozony lub/i sekwencje mikrosatelitarne. Sekwencje mikrosatelitarne i retrotranspozony
kumulujące się wokół centromerów zidentyfikowano u pomidora [Yang i in. 2005, Chang
i in. 2008]. Podobnie, dla ryżu, kukurydzy i rzepy scharakteryzowano specyficznych
retrotranspozony w rejonach przycentromerowych [Cheng i in. 2002, Zhong i in. 2002, Lim
i in. 2007]. Dodatkowo, u Brassica rapa sygnały hybrydyzacji sondy kumulujące się wokół
centromerów wystąpiły, podobnie jak w naszym przypadku, w rejonach przewężenia wtórnego.
Lim i in. [2007] sugeruje, że obecność sygnałów w obrębie satelity, wynika z faktu wystąpienia
zdegenerowanych fragmentów 45SrDNA w obrębie klonu BAC, na bazie którego przygotowano
sondę. Powtarzalny wzór hybrydyzacji po zastosowaniu sondy BAC umożliwił identyfikację
chromosomów homologicznych marchwi oraz przygotowanie kariotypu. Otrzymane wyniki
posłużą do dalszych prac z zakresu cytogenetyki tego ważnego gospodarczo warzywa.
184
TOM III.indd 184
3/9/12 4:49 AM
Lokalizacja przycentromerowej sondy BAC na chromosomach marchwi...
Wnioski
• Klon BAC wykorzystany do przygotowania sondy do FISH, oprócz elementu DcMaster
może zawierać retroelementy lub/i sekwencje mikrosatelitarne, które mają tendencję do
kumulacji w rejonach przycentromerowych.
• Uzyskany wzór hybrydyzacji sondy BAC pozwolił na identyfikację par chromosomów
homologicznych oraz przygotowanie kariotypu.
Literatura
Ansari H. A., Ellison N. W., Reader S. M., Badaeva E. D., Friebe T. E., Miller T. E., Williams
W.M. 1999. Molecular cytogenetic organization of 5S and 18S-26S rDNA loci in white clover
(Trifolium repens L.) and related species. Annals of Botany, 83: 199-206.
Chang S. B., Yang T.J., Datema E., van Vugt J., Vosman B., Kuipers A., Meznikova M., Szinay
D., Lankhorst R. K., Jacobsen E. 2008. FISH mapping and molecular organization of the major
repetitive sequences of tomato. Chromosome Research, 16: 919-933.
Cheng Z., Dong F., Langdon T., Ouyang S., Buell R., Gu M., Blattner F. R., Jiang J. 2002. Functional
rice centromeres are marked by a satellite repeat and a centromere-specific retrotransposon.
The Plant Cell, 14: 1691-1704.
Cavagnaro P.F., Chung S.M., Szklarczyk M., Grzebelus D., Senalik D., Atkins A.E., Simon P.W.,
2009. Characterization of a deep-coverage carrot (Daucus carota L.) BAC library and initial
analysis of BAC-end sequences. Molecular Genetics Genomics, 281: 273-288.
Dong F., Song J., Naess S.K., Helgeson J.P., Gebhardt G., Jiang J. 2000. Development and
applications of a set of chromosome specific cytogenetic DNA markers in potato. Theor. Appl.
Genet., 101: 1001-1007.
Fuchs J., Brandes A., Schubert I. 1995. Telomere sequence localization and karyotype evolution in
higher plants. Plant Systematics and Evolution, 196: 227-241.
Gindullis F., Desel Ch., Galass I. 2001. The large-scale organization of the centromeric region in
Beta species. Genome Res., 11: 253-265.
Grzebelus D., Jagosz B., Simon P.W. 2007. The DcMaster Transposon Display maps polymorphic
insertion sites in the carrot (Daucus carota L.) genome. Gene, 390: 67-74.
Hasterok R., Wolny E., Hosiawa M., Kowalczyk M., Kulak-Książczyk S., Książczyk T., Heneen
W., Małuszyńska J. 2006. Comparative analysis of rDNA distribution in chromosomes of
various species of Brassicaceae. Annals of Botany, 97: 205–216.
Heslop- Harrison. J. S. 2000. Comparative genome organization in plants from sequence and
markers to chromatin and chromosomes. Plant Cell, 12(5): 617–636.
Iovene M., Grzebelus E., Carputo D., Jiang J, Simon P.W. 2008. Major cytogenetic landmarkers and
katyotype analysis in Daucus carota and other Apiaceae. American Journal of Botany, 95: 793-804
Lim K. B., Yang T. J., Hwang Y.J., Kim J. S., Park J.Y., Kwon S. J., Kim J. A., Choi B. S., Lim
M. H., Jin M., Kim H. I., de Jong H., Bancroft I., Lim Y. P., Park B. S. 2007. Characterization
of the centromere and peri-centromere retrotransposons in Brassica rapa and their distribution
in related Brassica species. The Plant Journal, 49: 173–183.
185
TOM III.indd 185
3/9/12 4:49 AM
Anna Mścichowska, Alicja Macko-Podgórni, Ewa Grzebelus, Dariusz Grzebelus
Małuszyńska J. 2007. Zobaczyć gen, chromosom i genom - czyli badania cytogenetyki molekularnej.
Nauka, 4: 107-115.
Pląder W., Hoshi Y., Malepszy S. 1998. Sequential fluorescent staining with CMA and DAPI for
somatic chromosome identification in cucumber (Cucumus sativus L.). J Appl Genet., 39: 249-258.
Schmidt T., Kubis S., Hesslop-Harrison J. S. 1995. Analysis and chromosomal localization of
retrotransposons in sugar beet (Beta vulgaris L.): LINEs and Ty1-copia-like elements as major
components of the genome. Chromosome Research, 3: 335-345.
Schrader O., Ahne R., Fuchs J. 2003. Karyotype analysis of Daucus carota L. using Giemsa
C-Banding and FISH of 5S and 18S/25S rRNA specific genes. Caryologia, 56: 149-154.
Simon P.W. 1984. Carrot Gentics. Plant Molecular Biology Reporter, 2(3): 54-63.
Suoniemi A., Anamthawat-Jónsson K., Arna T., Schulman A.H.,1996. Retrotransposon BARE-1 is
a major, dispersed component of the barley (Hordeum vulgare L.) genome. Plant Molecular
Biology, 30: 1321-1329.
Yang T. J., Lee S., Chang S. B., Yu Y., de Jong H., Wing R. A. 2005. In-depth sequence analysis
of the tomato chromosome 12 centromeric region: identification of a large CAA block and
characterization of pericentromere retrotranposons. Chromosoma, 114, 103-117.
Zhong C. X., Marshall J. B., Topp Ch., Mroczek R., Kato A., Nagaki K., Birchler J. A., Jiang
J., Dawe R. K. 2002. Centromeric retroelements and satellites interact with maize kinetochore
protein CENH3. The Plant Cell, 14: 2825-2836.
Wolny E., Leśniewska K., Hasterok R., Langdon T. 2010. Compact genomes and complex evolution
in the genus Brachypodium. Chromosoma , doi:…
Adres dla korespondencji:
Anna Mścichowska
Katedra Genetyki, Hodowli i Nasiennictwa
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
al. 29 Listopada 54, 31-425 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Dariusz Grzebelus
186
TOM III.indd 186
3/9/12 4:49 AM
Rafał Ogórek
EPISTEME
12/2011, t. II
s.187-194
ISSN 1895-4421
ANALIZA MIKOLOGICZNA POWIETRZA WYBRANYCH POMIESZCZEŃ
UŻYTKU PUBLICZNEGO
The mycological analysis of air in selected public rooms
Abstrakt: Celem przeprowadzonych badań było określenie stopnia zanieczyszczenia mikologicznego
powietrza wybranych pomieszczeń, jednej z wrocławskich uczelni wyższych. Analizę powietrza
przeprowadzono metodą zderzeniową (aparat Air Ideal 3P) z użyciem podłoża hodowlanego PDA.
Szalki inkubowano w warunkach temperatury pokojowej (22 oC) a identyfikacje gatunkową grzybów
przeprowadzono w oparciu o obserwacje makro- i mikroskopowe wyrosłych na podłożach kolonii
oraz o ogólnie przyjęte metody stosowane w laboratoriach mikologicznych. Na podstawie analizy
wyników z przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że zanieczyszczenie mikologiczne powietrza
w badanych pomieszczeniach było zróżnicowane pod względem składu gatunkowego grzybów oraz
ilości jednostek tworzących kolnie (od 36 do 295 CFU/m3).
Słowa kluczowe: grzyby, zanieczyszczenia powietrza, budynki użytku publicznego
Summary: The aim of the study was to determine the degree of mycological pollution of the air in
selected rooms of one of the Wroclaw universities. The analysis was performed by air collision method,
using air IDEAL 3P camera and PDA culture medium. Petri dishes were incubated at 22 ° C and
the identification of species of fungi was based on observations of macro- and microscopic colonies
grown on substrates and on generally accepted methods used in mycological laboratories. The results
of the experiment show that air mycological pollution in the studied rooms varied in terms of species
composition and quantity of colony forming units (from 36 to 295 CFU/m3).
Key words: fungi, air pollution, buildings for public use
187
TOM III.indd 187
3/9/12 4:49 AM
Rafał Ogórek
Wstęp
Powietrze atmosferyczne w odróżnieniu od gleby i wody jest środowiskiem nieprzyjaznym
dla życia mikroorganizmów, jednakże zachowują one w nim swój potencjał infekcyjny
[Kaiser, Wolski 2007].
Drobnoustroje w powietrzu występują w postaci bioaerozoli, czyli układów zawierających
fazę rozpraszającą w postaci powietrza oraz fazę rozproszoną składająca się z materiałów
biologicznych (m.in. wirusy, pierwotniaki, bakterie, grzyby) [An i in. 2004]. Bioaerozole
stanowią około 5-34% zanieczyszczeń powietrza wewnętrznego [Srikanth i in. 2008].
Pojedyncze komórki bakteryjne i przetrwalniki bakterii są wielkości od 0,5 do 2,0 μm,
natomiast zarodniki grzybów mają większe rozmiary od 3,5 do 5,0 μm [Menetrez i in. 2007].
Źródła literaturowe donoszą, że większość problemów zdrowotnych związanychz jakością
powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach wiąże się z grzybami. Szacuje się,że stanowią
one nawet 70% wszystkich zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Dowodzą tego wyniki
analizy mikologicznej powietrza przeprowadzone wewnątrz budynków m.in. w USA
i Brazylii. Wykazano, że w powietrzu wewnątrz pomieszczeń dominują grzybyz rodzaju
Penicillium, Aspergillus i Cladosporium [Reynolds i in. 2001, Brickus i in. 1998].
Szacuje się, że średnio 87% czasu ludzie przebywają w zamkniętych budynkach [Yang i in.
2009]. Dane literaturowe donoszą, że często koncentracja zanieczyszczeń mikrobiologicznych
powietrza w środowisku wewnętrznym jest znacznie wyższa niż w zewnętrznym [KrajewskaKułak i in. 2010]. Biorąc pod uwagę ten fakt, widać jak ważna jest jakość powietrza wewnątrz
pomieszczeń, w których spędzamy coraz więcej życia.
Celem przeprowadzonych badań było więc określenie stopnia zanieczyszczenia
mikologicznego powietrza wybranych pomieszczeń, jednej z wrocławskich uczelni wyższych.
Materiał i metody
Materiałem do badań było powietrze pobierane w czasie zimy (styczeń) z 12 pomieszczeń
użytku publicznego jednej z wrocławskich uczelni wyższych: korytarze - nowe i stare
budownictwo, WC - nowe i stare budownictwo, łazienki - nowe i stare budownictwo, hala
sportowa, siłownia, pokoje pracownicze - klimatyzowane i nie klimatyzowane, pokoje w
domu studenckim i sale wykładowe - klimatyzowane i nieklimatyzowane (stare budownictwo)
– tab. 1.
Analizę powietrza przeprowadzono metodą zderzeniową (aparat Air Ideal 3P)z użyciem
podłoża hodowlanego PDA (Potato Dextrose Agar) firmy Biocorp. Aparatem pobierano
próbki powietrza o objętości: 50 lub 100 litrów, w zależności od przewidywanego stopnia
zanieczyszczenia mikologicznego powietrza. W każdym pomieszczeniu pomiar był
wykonywany w trzech powtórzeniach. Aparat był umieszczony na wysokości 1,5 m od podłogi.
W czasie pomiaru w badanych pomieszczeniach drzwi i okna były zamknięte. Inkubację
pobranych na podłoże PDA próbek powietrza prowadzono w warunkach temperatury
pokojowej (22 oC) przez 2-5 dni. Po zakończeniu inkubacji zliczano liczbę wyrosłych
koloni i następnie obliczano liczbę CFU (colony forming unit) – jednostek tworzących
kolonie, obecnych w m3 powietrza. Temperaturę i wilgotność powietrza określano za pomocą
termohigrometru AB-171 Data Logger (Abtronic).
Identyfikację wyizolowanych szczepów grzybów do gatunku przeprowadzono w oparciu
o obserwacje makro- i mikroskopowe uzyskanych na podłożach kolonii oraz o ogólnie przyjęte
188
TOM III.indd 188
3/9/12 4:49 AM
Analiza mikologiczna powietrza wybranych pomieszczeń...
metody stosowane w laboratoriach mikologicznych. Wykorzystano do tego klucze diagnostyczne,
następujących autorów: Raper, Fennell [1965] i Raper, Thom [1968] oraz Ellis [1971].
Uzyskane wyniki z całkowitej ilość CFU/m3 powietrza poddano analizie wariancji (ANOVA)
przy użyciu standardowych metod statystycznych. Średnie porównano za pomocą testu
Fishera na poziomie istotności LSDα 0,5.
Wyniki
Wartość CFU/m3 powietrza w badanych pomieszczeniach wahała się od 36 do 295 i niektóre
wyniki różniły się statystycznie. Najbardziej zanieczyszczone pod względem mikologicznym
okazało się powietrze w sali wykładowej nieklimatyzowanej (stare budownictwo). Najmniej
grzybów wyizolowano z powietrza korytarza domu studenckiego (tab. 1). Najczęściej
izolowanymi grzybami były grzyby należące do rodzaju Penicillium, a najrzadziej Epicoccum, co
przedstawia wykres 1. Pod względem składu gatunkowego grzybów, najmniej zróżnicowanym
pomieszczeniem okazał się korytarz - gmach uczelni (nowe budownictwo) i WC męskie gmach uczelni (nowe budownictwo). Natomiast najwięcej gatunków wyizolowano z łazienki
męskiej (nowe budownictwo) i pokój pracowniczy z klimatyzacją (tab. 1).
Temperatura w badanych pomieszczeniach wahała się od 21,4 do 26,4 oC. Natomiast
wilgotność powietrza od 29,9 % do 42,0 %. Najwyższą temperaturę powietrza stwierdzono
w WC męskim - gmach uczelni (nowe budownictwo), a najniższą w pokoju męskim - dom
studencki. Najwyższą wilgotność odnotowano w pokoju żeńskim - dom studencki a najniższa
w WC żeńskim - gmach uczelni (nowe budownictwo) – tab. 1.
Epicoccum spp.
Mucor spp.
Aspergillus spp.
Botrytis spp.
Cladosporium spp.
Rhizopus spp.
Penicillium spp.
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
55%
Ryc. 1 Rodzaje grzybów wyizolowanych z powietrza badanych pomieszczeń
189
TOM III.indd 189
3/9/12 4:49 AM
100
*bcd
20
22,22
Penicillium chrysogenum
20
55,56
Cladosporium herbarum
3
8,33
Cladosporium cladosporioides
3
Rhizopus stolonifer
5
Botrytis cinerea
3
8,33
Epicoccum nigrum
2
5,56
Penicillium chrysogenum
200
71,43
Rhizopus stolonifer
80
Penicillium chrysogenum
8
Cladosporium herbarum
4
Rhizopus stolonifer
280 a
25,0
33,5
22,9
35,0
26,4
30,0
26,3
29,9
26,0
34,1
77,78
Rhizopus stolonifer
36 d
Wilgotność względną
powietrza [%]
80
Udział gatunków [%]
CFU/m3 powietrza
Penicillium chrysogenum
Całkowita ilość CFU/
m3 powietrza
Gatunek grzyba
Temperatura
powietrza [oC]
Łazienka męska - gmach uczelni
(nowe budownictwo)
WC żeńskie
- gmach
uczelni (nowe
budownictwo)
WC męskie - gmach
uczelni (nowe
budownictwo)
Korytarz - dom studencki
Korytarz - gmach
uczelni (nowe
budownictwo)
Nazwa
pomieszczenia
Rafał Ogórek
8,33
13,89
28,57
5,26
152 bc
2,63
140
92,11
Penicillium chrysogenum
4
8,33
Penicillium expansum
8
16,67
Penicillium meleagrinum
8
16,67
Cladosporium herbarum
4
Cladosporium cladosporioides
4
8,33
Rhizopus stolonifer
12
25,00
Mucor mucedo
8
16,67
48 d
8,33
190
TOM III.indd 190
3/9/12 4:49 AM
Pokój żeński - dom
studencki
Pokój męski - dom studencki
Pokój pracowniczy z klimatyzacją
Pokój pracowniczy
bez klimatyzacji
Łazienka żeńska -gmach
uczelni (nowe budownictwo)
Analiza mikologiczna powietrza wybranych pomieszczeń...
Penicillium chrysogenum
8
4,82
Cladosporium herbarum
8
4,82
166 b
Rhizopus stolonifer
150
90,36
Penicillium notatum
10
25,00
Cladosporium herbarum
20
Rhizopus stolonifer
10
25,00
Penicillium chrysogenum
45
47,37
Aspergillus niger
10
10,53
Cladosporium herbarum
11
40 d
50,00
25,9
34,0
24,8
37,1
25,5
35,6
21,4
41,9
21,6
42,0
11,58
95 bcd
Cladosporium cladosporioides
6
Rhizopus stolonifer
11
11,58
Mucor mucedo
9
9,47
Botrytis cinerea
3
3,16
Penicillium meleagrinum
7
5,69
Aspergillus niger
7
6,32
5,69
123
bcd
Cladosporium herbarum
23
Cladosporium cladosporioides
6
4,88
Botrytis cinerea
80
65,04
Penicillium meleagrinum
15
25,00
Penicillium expansum
10
16,67
Cladosporium herbarum
15
Rhizopus stolonifer
10
16,67
Botrytis cinerea
10
16,67
60 cd
18,70
25,00
191
TOM III.indd 191
3/9/12 4:49 AM
Sala wykładowa nieklimatyzowana
(stare budownictwo)
Sala wykładowa
klimatyzowana
Rafał Ogórek
Penicillium chrysogenum
50
48,54
Penicillium citrinum
7
6,80
Penicillium meleagrinum
3
Cladosporium cladosporioides
10
Rhizopus stolonifer
30
29,13
Mucor mucedo
3
2,91
Penicillium chrysogenum
210
71,19
Penicillium meleagrinum
3
1,02
Penicillium expansum
7
Aspergillus niger
16
Cladosporium herbarum
56
18,98
Rhizopus stolonifer
3
1,02
103
bcd
295 a
2,91
9,71
2,37
5,42
25,0
34,0
22,4
39,0
Tab. 1. Ocena zanieczyszczeń mikologicznych powietrza wraz z temperaturą i wilgotnością wybranych
pomieszczeń, * Wartości w kolumnach oznaczone tą samą litera nie różnią się istotnie. Test Fishera
poziom istotności (LSD), α £0,5
Dyskusja
Na zawartość mikroorganizmów w powietrzu wpływa wiele czynników m.in. obszar
geograficzny, pora roku, rodzaj jak i typ użytkowy pomieszczenia [Krajewska-Kułak i in.
2010a]. Krzysztofik [1992] podaje, że obiekty mieszkalne i biurowe stwarzają specyficzny
mikroklimat, w którym na czystość mikrobiologiczną powietrza wpływają ludzie, materiały
budowlane, wilgotność i temperatura powietrza oraz rodzaj wentylacji pomieszczeń.
Do najważniejszych czynników wpływających na przetrwanie grzybów w środowisku
zalicza się temperaturę i wilgotność. Rozwój wszystkich mikroorganizmów przebiega
szybciej w warunkach zwiększonej wilgotności [Krzysztofik 1992]. W przeprowadzonym
doświadczeniu temperatura powietrza wahała się od 17,9 do 26,5 oC a wilgotność od 29,8 %
do 46,5 %. Jednakże omawiane czynniki mikroklimatyczne nie miały znaczącego wpływu na
zanieczyszczenie mikologiczne powietrza.
W przeprowadzonych badaniach najbardziej zanieczyszczone powietrze pod względem
mikologicznym występowało w sali wykładowej nieklimatyzowanej (stare budownictwo).
Jednakże liczebność grzybów tu występujących nie przekroczyła dopuszczalnych norm dla
pomieszczeń mieszkalnych i użytku publicznego, które wynoszą 5000 UCF/m3 powietrza
[Gołofit-Szymczak, Skowron 2005]. Uzyskane wyniki potwierdzają też tezę Krzysztofika
[1992], która brzmi, że w każdym budynku wieloletnim znajdują się idealne warunki do
bytowania mikroorganizmów np. dostateczna ilość pożywienia w postaci złuszczonego
naskórka, włosów, rozmaitych wydzielin i wydalin, drobin drewna, tkanin, kału roztoczy,
owadów, zarodników oraz właściwa dla ich życia wilgotność powyżej 20%. Problem ten
zauważono już w latach siedemdziesiątych XX wieku, dlatego wprowadzono określenie
192
TOM III.indd 192
3/9/12 4:49 AM
Analiza mikologiczna powietrza wybranych pomieszczeń...
,,syndrom chorego budynku”, który określa zespół czynników negatywnie wpływających na
samopoczucie i zdrowie ludzi. W roku 1987 Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie uznała
ten syndrom za problem zdrowotny [Pastuszka 1999, Ochmański, Barabasz 2000, Terr 2009].
Badania wielu autorów pozwoliły dokonać podziału grzybów na zewnątrzdomowe
i wewnątrzdomowe. Do pierwszej grupy zaliczamy grzyby przedostające się do pomieszczeń
z powietrzem zewnętrznym lub przenoszone są przez ludzi i zwierzęta (Cladosporium spp.,
Alternaria spp., Fusarium spp. oraz Epicoccum spp.) a do drugiej grzyby, których źródłem
jest mikrośrodowisko pomieszczeń zamkniętych (Aspergillus spp., Penicillium spp. i Mucr
spp.) [Krajewska-Kułak i in. 2010b].
Przeprowadzone badania pozwoliły na wyizolowanie z próbek powietrza badanych
pomieszczeń zarówno grzybów wewnątrzdomowych jak i zewnątrzdomowych. Najliczniej
występującymi grzybami były grzyby z rodzaju Penicillium, które stanowiły średnio ponad
50% mikroflory wszystkich badanych pomieszczeń. W obrębie tego rodzaju najczęściej
izolowanym gatunkiem był Penicillium chrysogenum.
Wnioski
• Powietrze we wszystkich badanych pomieszczeniach nie przekraczało zalecanych norm.
• Najwięcej grzybów wyizolowano z powietrza wieloletnich pomieszczeń (stare
budownictwo), w których przebywa dużo ludzi.
• Najliczniej występującymi grzybami były grzyby z rodzaju Penicillium, w obrębie
których najczęściej izolowanym gatunkiem był Penicillium chrysogenum.
Literatura
An H.A., Mainelis G., Yao M. 2004. Evaluation of a high-volume portable bioaerosol sampler in
laboratory and field environments. Indoor Air, 14: 385–393.
Brickus L.S.R., Siqueira L.F.G., Aquino Neto F.R., Cardoso J.N. 1998. Occurrence of airborne
bacteria and fungi in bayside offices in Rio de Janeiro, Brazil. Indoor Built Environment, 7(56): 270–275.
Ellis, M. B. 1971. Dematiaceous Hyphomycetes. Commonwealth Mycol. Inst., Kew, Surrey
Gołofit-Szymczak M., Skowron J. 2005. Zagrożenia mikrobiologiczne w pomieszczeniach biurowych.
Bezpieczeństwo pracy, 3: 29–31.
Kaiser K., Wolski A. 2007. Kontrola czystości mikrobiologicznej powietrza. Technika chłodnicza
i klimatyzacyjna, 4: 158–162.
Krajewska-Kułak E., Gniadek A., Kantor A., Łukaszuk C., Macura A.B. 2010a. Analiza występowania
patogenów grzybiczych w powietrzu oddziału opieki dermatologicznej. Doniesienia wstępne.
Mikologia Lekarska, 17(1): 21–29.
Krajewska-Kułak E., Łukaszuk C., Gniadek A., Kraszyńska B., Macura A.B., Kędziora-Kornatowska
K., Kornatowski T. 2010b. Porównanie wyników badań zanieczyszczenia powietrza grzybami
pomieszczeń oddziału opieki długoterminowej z wykorzystaniem aparatów SAS SUPER 100
i AIR IDEAL. Mikologia Lekarska, 17(4): 221–227.
193
TOM III.indd 193
3/9/12 4:49 AM
Rafał Ogórek
Krzysztofik B. 1992. Mikrobiologia powietrza. Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 19–20.
Menetrez M.Y., Foarde K.K., Dean T.R., Betancourt D.A., Moore S.A. 2007. An evaluation of the
protein mass of particulate matter. Atmospheric Environment, 4: 8264–8274.
Ochmański W., Barabasz W. 2000. Mikrobiologiczne zagrożenia budynków i pomieszczeń mieszkalnych
oraz ich wpływ na zdrowie (syndrom chorego budynku). Przegl. Lek., 7-8: 419–423.
Pastuszka J.S.1999. Higiena pracy w pomieszczeniach nieprzemysłowych. Wyd. Higiena Pracy. Tom
2. red. J.A. Induski. IMP, Łódz, 1–514.
Raper K. B., Fennell D.I. 1965. The genus Aspergillus. Willims and Wilkins Co., Baltimore.
Raper K. B., Thom C. 1968. A manual of the Penicillia. Hafner Publishing Co., New York.
Reynolds S.J., Black D.W., Borin S.S., Breuer G., Burmeister L.F., Fuortes L.J., Smith T.F.,
Stein M.A., Subramanian P., Thorne P.S., Whitten P. 2001. Indoor environmental quality
in six commercial office buildings in the Midwest United States. Applied Occupational and
Environmental Hygiene, 16(11): 1065–1077.
Srikanth P., Sudharsanam S., Steinberg R. 2008. Bio-aerosols in Indoor Environment: composition,
health effects and analysis. Indian Journal of Medical Microbiology, 26(4): 302–12.
Terr AI. 2009. Sick Building Syndrome: is mould the case. Med. Mykol., 1: 217–222.
Yang W., Sohn J., Kim J., Son B., Park J. 2009. Indoor air quality investigation according to age of
the school building in Korea. Journal of Environmental Management, 90: 348–354.
Adres do korespondencji:
Rafał Ogórek
Katedra Ochrony Roślin
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Plac Grunwaldzki 24a, 50-363 Wrocław
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Elżbieta Pląskowska
194
TOM III.indd 194
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Stawujak
EPISTEME
12/2011, t. II
s.195-199
ISSN 1895-4421
ANALIZA PORÓWNAWCZA LICZBY KOPII I LOKALIZACJI TRANSPOZONÓW
MTPH-M1 I POKREWNYCH W GENOMACH RÓŻNYCH EKOTYPÓW MEDICAGO
TRUNCATULA GAERTN
THE COMPARATIVE ANALYSIS OF THE NUMBER OF COPIES AND
LOCALIZATION OF MTPH-M1 AND RELATED TRANSPOSONS IN THE GENOMES
OF DIFFERENT MEDICAGO TRUNCATULA GAERTN ECOTYPES
Abstrakt. Obecny postęp wiedzy oraz technik umożliwiających poznawanie i analizę sekwencji genomów
sprawia, iż są one uważane za struktury wysoce dynamiczne. Jednym z aspektów prac mających na celu
poznanie różnorodności zmian zachodzących w genomach jest analiza transpozonów, określanych jako
ruchome elementy genetyczne lub innymi słowy jako elementy zdolne do zmiany swojego położenia
w genomie. Przedstawiana praca miała na celu oszacowanie liczby kopii i analizę lokalizacji transpozonów
DNA MtPH-M1 zaliczanych do szerszej grupy PIF/Harbinger w grupie sześciu zróżnicowanych obiektów
dzikiej lucerny – Medicago truncatula będącej gatunkiem modelowym dla roślin z rodziny bobowatych.
Celem przeprowadzonej pracy było określenie liczby autonomicznych transpozonów Ia należących
do podrodziny MtPH-M1 i innych wykazujących podobieństwo strukturalne oraz uwidocznienie
polimorfizmu towarzyszącego ich aktywności poprzez zastosowanie systemu hybrydyzacji Southerna.
Słowa kluczowe: PIF/Harbinger, transpozony, polimorfizm, hybrydyzacja
Summary. Transposons are defined as genetic elements capable to change location within the genome.
Transposable elements play important role in shaping eukaryotic genomes by creating new variability.
In this paper we attempt to estimate the number of copies and describe insertion polymorphism of
MtPH-M1 assigned to PIF / Harbinger superfamily in model Medicago truncatula. Six Medicago
truncatula ecotypes were used as a representation of genetic diversity of their specie. The application of
the Southern hybridization enabled us to estimate the copy number and describe insertion polymorphism
of the autonomous elements belonging to the subfamily MtPH-M1. The less selective probes provide
information about the number of elements belonging to this or other closely related subfamilies.
Keywords: PIF / Harbinger, transposons, polymorphism, hybridization
195
TOM III.indd 195
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Stawujak
Wstęp
Ruchome elementy genetyczne nazywane inaczej transpozonami są jednym z podstawowych
czynników warunkujących zmienność organizmów żywych. Transpozony opisywane są jako
elementy zdolne do zmiany swojego położenia w genomie i zaliczane do rozproszonych
powtarzalnych sekwencji. Ich liczba w genomach roślin wyższych waha się od około 14%
u Arabidopsis do około 60% u kukurydzy [Kidwell 2002].
Ruchome elementy genetyczne grupowane są do dwóch klas w zależności od sposobu
transpozycji. Do pierwszej klasy zaliczane są tzw. retroelementy kodujące odwrotną transkryptazę,
przenoszące się za pośrednictwem RNA. Tego typu transpozycja określana jest jako replikatywna
lub transpozycja typu copy and paste, prowadzi bowiem do powstania kopii mobilizowanego
elementu. Mechanizm transpozycji elementów zaliczanych do klasy drugiej przebiega bez
udziału RNA. Transpozycja nie jest replikatywna, ponieważ mobilizowany element jest wycinany
z pierwotnego locus i włączany w nowe. Elementy należące do drugiej klasy kodują transpozazę,
enzym umożliwiający zmianę pozycji według mechanizmu cut and paste [Wessler 2006].
Klasyfikacja elementów zaliczanych do drugiej klasy opiera się na analizie sekwencji
transpozazy, obecności ramek odczytu, sekwencji terminalnych odwróconych powtórzeń TIR
(ang. terminal inverted repeat) flankujących dany element oraz sekwencji TSD (ang. target site
duplication), czyli krótkiej sekwencji duplikowanej podczas transpozycji [Wicker i in. 2007].
Nadrodzina PIF/Harbinger charakteryzuje się obecnością transpozazy, zawierającej kwaśną
domenę DDD/DDE odpowiedzialną za utworzenie centrum aktywnego, obecnością otwartej
ramki odczytu, terminalnymi odwróconymi powtórzeniami o długości od 14 do 25 par zasad
oraz trójnukleotydową sekwencją TSD [Jurka i Kapitonov 2001]. Elementy MtPH-M1 będące
przedmiotem tej pracy zaliczane są do nadrodziny PIF/Harbinger, charakteryzują się długością
od 812 do 5140 bp, wykazują podobieństwo do elementów MtMaster [Grzebelus i in. 2007].
Większość ruchomych elementów obecnych w genomach utraciła zdolność do kodowania
aktywnej transpozazy i tym samym zdolność do samodzielnej transpozycji, tego typu
elementy określa się jako nieautonomiczne. Utrata zdolności do samodzielnej transpozycji
nie oznacza utraty zdolności do zmiany położenia, nieautonomiczne elementy zawierające
kompletną sekwencję TIR mogą się przemieszczać wykorzystując enzymy kodowane przez
inne, pokrewne i mniej liczne autonomiczne elementy [Bennetzen 2000].
Celem niniejszej pracy było określenie liczby i polimorfizmu będącego efektem aktywności
elementów Ia należących do rodziny MtPH-M1 oraz elementów im pokrewnych poprzez
zastosowanie systemu hybrydyzacji Southerna w grupie sześciu genotypów reprezentujących
sobą zmienność genetyczną dzikiej lucerny – Medicago truncatula Gaertn. będącej gatunkiem
modelowym rodziny Fabaceae i innych roślin dwuliściennych.
Materiały i metody
Badaniami objęto grupę sześciu obiektów dzikiej lucerny Medicago truncatula Gaertn., w skład
której wchodziło pięć dzikich ekotypów L213, L310, L530, L554 i L555 oraz udomowiony
genotyp referencyjny A17 „Jemalong” będący punktem odniesienia. W doświadczeniach
hybrydyzacyjnych wykorzystywano sondy reprezentujące terminalne i wewnętrzne regiony
elementu MtPH-M1 Ia. Sondy otrzymano przy pomocy reakcji long PCR przeprowadzanej
w skali 30 μl zawierającej około 20 ng/μl sklonowanego fragmentu o pożądanej sekwencji,
1x long PCR buffer + MgCl2 (Fermentas), 0,25 mM dNTP, 0,05 U mieszaniny polimeraz
DNA (long PCR enzyme mix, Fermentas), 0,25 mM uracylu wyznakowanego digoksygeniną
196
TOM III.indd 196
3/9/12 4:49 AM
Analiza porównawcza liczby kopii i lokalizacji transpozonów...
(digoxygenin-11-dUTP, Roche) oraz 0,5 μM każdego z pary starterów specyficznych do
terminalnych regionów elementu Ia – sondy M1sh5 i M1sh3 bądź wewnętrznych regionów
elementu Ia – sondy M1shI1 i M1shI2. Startery dobrano tak, by długość sondy wynosiła od około
400 do 500 bp. Sondę dla markera wielkości 1 kb GeneRuler przgotowano przy pomocy DIG
High Prime według instrukcji producenta (Roche). Jakość otrzymanych sond sprawdzano przy
pomocy standardowej elektroforezy w żelu agarozowym w obecności trisu boranowego – TBE.
Procedurę hybrydyzacji według metody Southerna rozpoczęto od strawienia około 3 μg
genomowego DNA Medicago truncatula enzymem BamHI według instrukcji producenta
(Fermentas), a następnie zagęszczono na kolumnach adsorpcyjnych SV Wizard Gel and
PCR DNA Purification Kit (Promega). Strawione DNA wraz z markerem wielkości 1 kb
GeneRuler (Fermentas) i kontrolą rozdzielano w 0,8% żelu agarozowym w obecności
trisu octanowego – TAE przy napięciu 1 V/cm przez około 16 godzin. Po zakończonej
elektroforezie przeprowadzano transfer kapilarny na pozytywnie naładowaną nylonową błonę
(Roche) i następnie hybrydyzowano z roztworem sondy. Procedurę transferu i hybrydyzacji
przeprowadzano według instrukcji DIG Application Manual for Filter Hybridization
udostępnianej przez producenta – firmę Roche. Detekcję sygnałów hybrydyzacyjnych
przeprowadzano wykorzystując roztwory wywoływacza i utrwalacza (Foma Bohemia) na
kliszach rentgenowskich Super RX (Fujifilm).
Wyniki
Genomowe DNA sześciu obiektów Mediago truncatula dobranych tak, by możliwie dokładnie
odzwierciedlały genetyczną zmienność tego gatunku, poddano hybrydyzacji z sondami
otrzymanymi na bazie autonomicznego elementu MtPH-M1 Ia zlokalizowanego w klonie
genomowym AC144478. Sondy zostały otrzymane w wyniku reakcji PCR skierowanej na
terminalne i wewnętrzne fragmenty elementu, tak by hybrydyzowały z końcami 5’ i 3’ (sondy
M1sh5 i M1sh3) oraz z środkowym obszarem odpowiadającym regionowi kodującemu
transpozazę (sondy M1shi1 i M1shi2), charakterystycznemu dla elementu Ia.
Hybrydyzacja z najbardziej selektywną sondą M1shI1 pozwoliła uwidocznić fragmenty
restrykcyjne mierzące od około 9 do około 3,2 kb. W przypadku linii A17 były to trzy sygnały
o wielkości 9,2 kb, 5,5 kb i 4 kb; dla ekotypu L213 były to trzy sygnały o wielkości 9kb, 7 kb
i 3,2 kb. Sonda M1shI1 dała także dwa sygnały dla ekotypów L310, L530 i L555 o wielkości
5 kb i 3,2 kb oraz pojedynczy sygnał o wielkości 3,2 kb dla genotypu L554.
U genotypu A17 zastosowanie sondy M1shI2 pozwoliło wykryć 9 fragmentów restrykcyjnych,
pozostałe ekotypy dawały odpowiednio L213 – 7, L310 – 6, L530, L554 i L555
– 5 fragmentów restrykcyjnych, których długość wahała się od 10 do 2,5 kb. Hybrydyzacja
z sondą M1sh5 pozwalającą wykryć koniec 5’ elementu MtPH-M1 Ia u genotypu A17 dała
13 sygnałów, u L213 – 12, L310 – 13, L530 – 10, L554 – 11 a u genotypu L555 9 sygnałów
hybrydyzacyjnych. Fragmenty restrykcyjne mierzyły od około 10 kb u genotypów L530
i L554 do 1 kb u genotypów A17, L213, L530 i L554.
Sygnały hybrydyzacyjne otrzymane przy użyciu sondy M1sh3f są zbyt liczne i zbyt subtelne, by
podać ich dokładną liczbę. W przypadku genotypu A17 jest to około 30 sygnałów mierzących od
ponad 10 kb do 0,5 kb, dla pozostałych genotypów ich liczba była podobna, a wielkość wahała się
od ponad 10 kb do około 0,3 kb (Ryc. 1). Podobnie jak w przypadku pozostałych sond pomiędzy
ekotypami widoczne były zarówno różnice ilościowe, jak i jakościowe, polegające na różnej
liczbie i długości fragmentów restrykcyjnych hybrydyzujących z sondą. Zestawienie wyników
hybrydyzacji z sondami M1shI1, M1shI2 oraz M1sh5 umieszczone jest na rycinie numer 1.
197
TOM III.indd 197
3/9/12 4:49 AM
Krzysztof Stawujak
Ryc. 1. Zestawienie wyników hybrydyzacji dla sond M1shI1, M1shI2, M1sh5 i M1sh3.
198
TOM III.indd 198
3/9/12 4:49 AM
Analiza porównawcza liczby kopii i lokalizacji transpozonów...
Dyskusja
Obecność ruchomych elementów genetycznych jest czynnikiem wpływającym na
strukturę i funkcjonowanie genomów organizmów eukariotycznych w tym roślin
wyższych. W przedstawionej pracy podjęto próbę opisu liczby i polimorfizmu insercyjnego
elementu MtPH-M1 Ia należącego do szerszej grupy PIF/Harbinger. Wyniki hybrydyzacji
genomowego DNA z sondami odwołującymi się do wewnętrznych fragmentów elementu
Ia pozwalają dokładnie określić liczbę autonomicznych elementów należących przede
wszystkim do rodziny MtPH-M1 lub innych blisko spokrewnionych rodzin, prawdopodobnie
grupy rodzin M, wykazujących podobieństwo strukturalne [Grzebelus i in. 2007]. Liczba
sygnałów hybrydyzacyjnych otrzymanych przy użyciu najbardziej wybiórczej sondy M1shI1
pozwala określić liczbę elementów od trzech u referencyjnego genotypu A17 i ekotypu
L213, dwóch u ekotypów L310, L530 i L555 do jednego u genotypu L554. Brak jednego
sygnału hybrydyzacyjnego wspólnego dla wszystkich badanych obiektów sugeruje, iż locus
AC144478 jest zajmowane przez element Ia tylko w linii A17 pozostaje puste u dzikich
ekotypów. Możliwym wytłumaczeniem takiej sytuacji jest aktywność transpozonów
MtPH-M1 towarzysząca procesowi udomowienia linii A17 [Naito i in. 2006]. Podobna
sytuacja ma miejsce dla pozostałych sond, co świadczy o różnej historii mobilizacji tej grupy
transpozonów u badanych genotypów. Wykorzystanie mniej selektywnych sond odwołujących
się do wewnętrznego obszaru kodującego – sonda M1shI2 oraz do końca 5’ – sonda M1sh5
pozwoliło wykryć od dziewięciu do pięciu dla sondy M1shI2 i od trzynastu do dziewięciu
elementów dla sondy M1sh5. W obrębie sekwencji elementu MtPH-M1 Ia nie znajduje
się miejsce rozpoznawane przez enzym BamHI, dzięki czemu można przyjąć, iż sygnały
hybrydyzacyjne otrzymane dla sondy M1shI1 pokrywają się z sygnałami otrzymanymi dla
sondy M1shI2. Sonda M1sh5 hybrydyzująca z końcem 5’ elementu Ia pozwoliła wykryć od
13 do 9 fragmentów restrykcyjnych, część z nich pokrywała się z fragmentami wykrytymi
przy pomocy bardziej selektywnych sond M1sh1 i M1sh2. W przypadku sondy M1shI2
pojawiły się sygnały charakterystyczne tylko dla tej sondy, nieobecne dla sondy M1sh3. Są to
wyniki odbiegające od wstępnego założenia identyfikowania elementów mniej wybiórczymi
sondami. Innymi słowy wyniki powinny mieć charakter hierarchiczny, a tożsamość wykrytych
sygnałów powinna zostać zidentyfikowana przy pomocy innych, komplementarnych metod.
Hybrydyzacje z sondami M1shI2, M1sh5 i z sondą M1sh3, odwołującą się do końca
3’ transpozonu MtPH-M1 Ia i dającą liczne sygnały, pozwoliły wykryć dodatkowe fragmenty
restrykcyjne odpowiadające elementowi Ia oraz innym elementom należącym do rodziny
MtPH-M1 lub im pokrewnych, także elementom nieautonomicznym, czy krótkim elementom
należącym do grupy MITE (ang. miniature inverted-repeat transposable elements). W tym
doświadczeniu elementy MITE mogą być wykryte jedynie przez sondy hybrydyzujące
z terminalnymi obszarami elementu MtPH-M1 Ia, a zatem sond M1sh5 i M1sh3, ponieważ
są to krótkie, nieautonomiczne elementy składające się jedynie z terminalnych fragmentów
elementu matki. Elementy typu MITE są licznie reprezentowane w genomach roślin
wyższych, ich liczba szacowana jest od około 1200 w genomie Arabidopsis do około 100 000
w genomie ryżu [Feschotte i in. 2002].
Analiza lokalizacji genomowej uwidocznionych elementów u badanych ekotypów
Medicago truncatula wymaga przeprowadzenia dodatkowych hybrydyzacji, w których
sonda reprezentowałaby otoczenie genomowe badanych elementów. Konieczne jest także
przeprowadzenie szczegółowej analizy bioinformatycznej, popartej uzupełniającymi
technikami molekularnymi.
199
TOM III.indd 199
3/9/12 4:49 AM
Literatura
Bennetzen J.L. 2000. Transposable element contribution to plant gene and genome evolution. Plant
Mol. Biol., 42: 251-269
Feschotte C., Jiang N., Wessler S.R. 2002. Plant transposable elements: where genetics meets
genomics. Nat. Rev. Genet., 3: 329-341
Grzebelus D., Lasota S., Gambin T., Kucherov G., Gambin A. 2007. Diversity and structure of PIF/
Harbinger-like elements in the genome of Medicago truncatula. BMC Genomics, 8: 409
Jurka J., Kapitonov V. 2001. PIFs meet Tourists and Harbingers: A superfamily Reunion. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA., 98: 12315-12316.
Kidwell M.G. 2002. Transposable elements and the evolution of genome size in eukaryotes. Genetica,
115: 49-63
Naito K., Cho E., Yang G., Campbell M.A., Yano K., Okumoto Y., Tanisaka T., Wessler S.R. 2006.
Dramatic amplification of rice transposable element during recent domestication. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA., 103: 17620-17625
Wicker T., Sabot F., Hua-Van A., Bennetzen J.L. Capy P., Chalhoub B., Flavell A., Leroy P., Morgante
M., Panaud O., Paux E., SanMiguel P., Schulman AH. 2007. A unified classification system for
eukaryotic transposable elements. Nat. Rev. Genet., 8: 972-9824
Wessler S.R. 2006. Eucaryotic transposable elements: teaching old genomes new tricks. The Implicit
Genome. Oxford University Press, 138-162
Adres do korespondencji:
Krzysztof Stawujak
Katedra Genetyki, Hodowli i Nasiennictwa
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
al. 29 Listopada 54, 31-425 Kraków
e-mail:
Opiekun naukowy: dr hab. Dariusz Grzebelus
TOM III.indd 200
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Suprewicz
Iwona Kozikowska
Anna Kuczkowska-Kuźniar
EPISTEME
12/2011, t. II
s.201-206
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ KADMU I OŁOWIU W ŁOŻYSKU I BŁONIE PŁODOWEJ KOBIET
ACCUMULATION OF CADMIUIM AND LEAD IN PLACENTA AND AMNION OF
WOMEN
Abstrakt: Celem badań było określenie zawartości kadmu i ołowiu w błonie płodowej (owodnia)
i dwóch częściach łożyska (część brzeżna, część centralna). Materiał był pobierany zaraz po porodzie
od 40 kobiet z Kliniki Położnictwa i Ginekologii w Katowicach. Próbki poddano analizie na obecność
Cd i Pb metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (FAAS). We wszystkich
poddanych analizie tkankach wykryto obecność badanych pierwiastków. Stwierdzono występowanie
zróżnicowanej ilości metali w różnych częściach łożyska oraz w błonie płodowej. Pomiędzy grupami
wiekowymi występują istotne statystycznie różnice w średniej zawartości Cd (p=0,042) i Pb (p=0,001),
natomiast nieistotne statystycznie różnice obserwuje się pomiędzy poszczególnymi częściami łożyska
oraz w błonie płodowej. Łożysko jest przejściowym narządem, który przedstawia środowiskowy zapis
narażenia organizmu na warunki środowiskowe a zróżnicowana koncentracja badanych pierwiastków
w wybranych tkankach może służyć jako element biomonitoringu zanieczyszczenia środowiska.
Słowa kluczowe: łożysko, kadm, ołów, metale ciężkie, bioindykator
Summary: Aim of this study was to determination of cadmium and lead in amnion and two parts of
placenta (marginal part, central part of placenta). Material was collected after delivery from 40 women of
three age groups living in Upper Silesian Region, South Poland. Toxic metals such as cadmium and lead
have an ability to cross the placental barrier. Placental and amnion concentrations of cadmium and lead
were determined by Atomic Absorption Spectrometry (AAS) method. The distribution of investigated
metals was diversified in different parts of the placentas what was expressed by different levels of
selected metals. Statistically significant differences were detected between the studied age of groups
women, cadmium ( p= 0,042 ) and lead ( p= 0,001 ) and not statistically significant differences between
studied parts of placentas and amnion. Placenta can play an important role in biomoniotoring of metals
in environment. Placental samples can be used as an indicator of Cd and Pb exposure during pregnancy,
and help in potential infant development disturbance diagnose.
Keywords: human placenta, amnion, heavy metals, cadmium, lead.
201
TOM III.indd 201
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Suprewicz, Iwona Kozikowska, Anna Kuczkowska-Kuźniar
Wstęp
Łożysko jest przejściowym narządem, który przedstawia środowiskowy zapis narażenia
organizmu na warunki środowiskowe [Slikkler, Miller, 1994]. Kadm i ołów są szeroko
rozpowszechnione w powietrzu, wodzie i glebie, dlatego w sposób pośredni i bezpośredni
wpływają na organizmy żywe. Pierwiastki te, występujące w przyrodzie, kumulują się
w tkankach człowieka powodując zagrożenie dla jego stanu zdrowia.. Łożysko jest narządem,
które spełnia m.in funkcję transportową. Oprócz substancji niezbędnych do prawidłowego
rozwoju płodu przez barierę łożyskową przenikają związki, które mogą oddziaływać na niego
w sposób niekorzystny. Metale ciężkie, leki i ich metabolity oraz używki łatwo przechodzą
przez ten narząd i mogą poważnie uszkodzić bezbronny zarodek [Sadler, 1993]. Celem pracy
jest ocena zawartości kadmu i ołowiu w poszczególnych częściach łożyska oraz w błonie
płodowej kobiet należących do trzech grup wiekowych.
Materiał i metody
Błona płodowa (owodnia) oraz dwie części łożyska (część brzeżna, część centralna) zostały uzyskane
zaraz po porodzie od kobiet z Kliniki Położnictwa i Ginekologii w Katowicach. Łącznie uzyskano
i przebadano 120 próbek tkanek (n=120) pochodzących od 40 kobiet. Wiek pacjentek zawarty był
w przedziale od 18 do 40 lat, które zostały podzielone na trzy grupy wiekowe (18-24 lata, 25-34 lata,
35-40 lat). Na przeprowadzone badania została uzyskana zgoda Komisji Biotycznej.
Wysuszony materiał biologiczny poddano mineralizacji na mokro w mieszaninie 2ml
HNO3-HClO4 (4:1) w temperaturze 120°C. Następnie materiał zanalizowano na zawartość
Cd i Pb metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (FAAS) przy
pomocy urządzenia typu Cole-Palmer, model BUCK 200A. Wyniki pomiarów wyrażono w
miligramach na kilogram suchej masy (mg·kg-1s.m.).
Dodatkowo zebrano szczegółowe dane o kobietach w postaci ankiety dotyczące diety
pacjentek i ich stylu życia. Dokonano analizy trybu życia uwzględniając preferowane
używki (alkohol, tytoń, kawa), stosowane leki zarówno przed jak i w czasie ciąży, kontakt
ze środkami chemicznymi. Uzyskano również podstawowe informacje o stanie dziecka po
porodzie. Uzyskane dane opracowano za pomocą pakietu Statistica 9.0. Zastosowano test
Shapiro – Wilka oraz nieparametryczną analizę wariancji Anova Kruscala – Walisa.
Wyniki
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono obecność kadmu i ołowiu we wszystkich
poddanych analizie próbkach. Uzyskane wyniki przedstawiono w tab. 1 i na wykresie 1.
Cd
Pb
0,503
4,978
STD
0,295
2,334
Min
0,000
0,700
Max
1,600
14,800
Std.Err.
0,027
0,214
Średnia
Tab. 1. Średnia zawartość badanych pierwiastków analizie łożysku i błonach płodowych (mg·kg-1s.m.)
202
TOM III.indd 202
3/9/12 4:49 AM
Zawartość kadmu i ołowiu w łożysku...
Zaw artośćCd i Pb w łożysku
6
mg/kg.sm.
4,978333
4
Cd
Pb
2
0,503
0
Cd
Pb
Ryc. 1. Średnia zawartość badanych pierwiastków w łożysku i błonach płodowych (mg·kg-1s.m±błąd
std), skala logarytmicnza
Wyniki badań łożysk pacjentek z Kliniki Położnictwa i Ginekologii w Katowicach ukazują,
że średnia zawartość kadmu wynosi 0,503±0,027 (mg·kg-1s.m.), natomiast wartość ołowiu
jest oprawie 10 razy większa i wynosi 4,978±0,214 (mg·kg-1s.m.).
W celu określenia istotności różnic pomiędzy zawartościami wybranych metali (Cd, Pb)
w części centralnej łożyska, części brzeżnej łożyska oraz błonie płodowej (owodni), wykonano
test ANOVA Kruskala – Wallisa. Dla wszystkich testów przyjęto poziom istotności p≤0,05.
Istotne statystycznie różnice stwierdzono w przypadku kadmu (p=0,013), zaś nieistotne
statystycznie różnice pomiędzy średnimi zawartościami zaobserwowano dla ołowiu (p=0,989).
W celu określenia istotności różnic pomiędzy zawartościami pierwiastków w badanych
częściach łożyska oraz w błonie płodowej u kobiet należących do różnych grup wiekowych
zastosowano również test ANOVA Kruskala-Walisa (tab 2, 3, wykres 2, 3). W obrębie pierwszej
grupy wiekowej, największą zawartość tego pierwiastka stwierdzono w centralnej części
łożyska (0,940±0,175 (mg·kg-1s.m.). W błonie płodowej oraz w części brzeżnej łożyska średnia
zawartość kadmu jest zbliżona i wynosi 0,670 mg·kg-1s.m.. Najmniejszy poziom zawartości
tego pierwiastka stwierdzono w brzeżnej części łożyska kobiet z przedziału wiekowego 2534 lat (0,379±0,040 mg·kg-1s.m.). W obrębie badanych grup wiekowych największą ilość
kadmu zaobserwowano w centralnej części łożyska. Wyjątek stanowi grupa kobiet z przedziału
wiekowego 35-40 lat, w której największy poziom tego pierwiastka zaobserwowano w brzeżnej
badanego narządu ( 0,600±0,146 mg·kg-1s.m.). Pomiędzy grupami wiekowymi występują
istotne statystycznie różnice w średniej zawartości Cd (p=0,042).
Część łożyska Gr.
wiekowa
I-błona płodowa
(mg·kg-1s.m±bł.std)
II-część brzeżna
(mg·kg-1s.m±bł.std)
III-część centralna
(mg·kg-1s.m±bł.std)
18-24
0,660±0,258
0,680±0,220
0,940±0,175
25-34
0,379±0,040
0,446±0,037
0,536±0,053
35-40
0,400±0,063
0,600±0,146
0,483±0,083
Tab. 2. Zawartość kadmu w różnych częściach łożyska i błonie płodowej w badanych grupach wiekowych
203
TOM III.indd 203
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Suprewicz, Iwona Kozikowska, Anna Kuczkowska-Kuźniar
*,c
1,2
*,a
1,0
*
mg/kg s.m
0,8
**,c
0,6
**,a
a
c
**
0,4
0,2
0,0
błona
płodowa
część
brzeżna
część
centralna
Ryc. 2. Dystrybucja kadmu w obrębie łożyska w badanych grupach wiekowych (mg·kg-1s.m±błąd std)
I-grupa wiekowa, II-grupa wiekowa, III-grupa wiekowa
Największy poziom ołowiu zanotowano u kobiet grupy wiekowej 18-24 lat w błonie płodowej
(7,420±1,950 mg·kg-1s.m.). U badanych kobiet z przedziału wiekowego 25-34 lat stwierdzono
zbliżone zawartości ołowiu w badanych częściach łożyska oraz w błonie płodowej. Najmniejszą
zawartość tego metalu zaobserwowano w centralnej części łożyska matek z przedziału
wiekowego 35-40 lat (4,100±0,635 mg·kg-1s.m.). W obrębie grupy wiekowych występują
wysoce istotne statystycznie różnice w średniej zawartości Pb (p=0,001).
Część łożyska
Gr. wiekowa
I-błona płodowa
(mg·kg-1s.m±bł.std)
II-część brzeżna
(mg·kg-1s.m±bł.std)
III-część centralna
(mg·kg-1s.m±bł.std)
18-24
7,420±1,950
6,080±0,343
6,900±0,609
25-34
4,721±0,407
4,500±0,412
4,668±0,367
35-40
4,667±0,942
5,133±1,129
4,100±0,635
Tab. 3. Dystrybucja ołowiu w obrębie łożyska w badanych grupach wiekowych
10,0
a
9,0
a
8,0
mg/kg s.m
7,0
b
6,0
a
c
c
b
b
c
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
błona
część
część
płodowa
brzeżna
centralna
Ryc. 3. Zawarość ołowiu obrębie łożyska w badanych grupach wiekowych (mg·kg-1s.m±bł.std) I-grupa
wiekowa, II-grupa wiekowa, III-grupa wiekowa
204
TOM III.indd 204
3/9/12 4:49 AM
Zawartość kadmu i ołowiu w łożysku...
Dyskusja i wnioski
• Łożysko stanowi dogodny obiekt dla biomonitoringu metali znajdujących się
w środowisku. Czynniki środowiskowe wywołują widoczne zmiany w koncentracji
metali w tym narządzie [Iyengar i Rapp, 2001]. Głównymi źródłami Cd są przemysłowe,
rolnicze i komunalne skażenia środowiska, żywność oraz dym papierosowy [Stawarz,
2009].
• Kumulacja kadmu związana jest z wiekiem kobiet. Wraz z wiekiem zmniejsza się
poziom tego ksenobiotyku w badanych tkankach. Zwiększony poziom badanego metalu
może się wiązać z miejscem zamieszkania pacjentek poddanych eksperymentowi.
Większość kobiet mieszkała, w mieście, gdzie była narażona na działanie zanieczyszczeń
przemysłowych. Część z badanych pacjentek miała kontakt pośredni lub bezpośredni
z dymem papierosowym. Łożysko stanowi częściową barierę dla tego metalu.
W przeprowadzonych badaniach wykazano, że zawartość kadmu w części centralnej
jest 10% wyższa niż w błonie płodowej. Jest to dowód, że do rozwijającego się płodu
nie przedostaje się cała pula badanego pierwiastka [Korpela i in. 1986].Wraz z ilością
wypalanych papierosów rośnie zawartość Cd w organizmie [Bæcklund i in. 1999]
a tym samym ciężar rozwijającego się płodu oraz łożyska zmniejsza się. Wynika z tego
fakt, że waga noworodków jest skorelowany, odwrotnie proporcjonalna do czasu palenia
papierosów przez matkę [Kantola i in. 2000].
• Hubermont i inni [1978] stwierdzili, że źródłem Pb, który kumuluje się w tkankach
człowieka jest woda zawierająca w swoim składzie ten metal. W przeprowadzonych
badaniach stwierdza się wyższy poziom tego metalu w błonie płodowej, co świadczy
o łatwości jego przechodzenia przez barierę łożyskową do tkanek rozwijającego się
płodu [Osman i in. 2000].
• Badania Kultu i inni [2006] prowadzone nad dystrybucją metali w grupie palących
i niepalących kobiet, dostarczyły wielu interesujących wyników. Odkryli oni istnienie
powiązania pomiędzy Cd i Pb. Zarówno w przypadku kobiet, które paliły oraz biernych
palaczy poziom tych pierwiastków wzrastał wraz z ilością wypalanych papierosów.
Wyniki te wskazują na istnienie pozytywnej korelacji między Cd/Pb (r = 0,999; p < 0,01)
w przypadku kobiet palących. Wyniki badań przeprowadzonych na terenie Górnego
Śląska potwierdzają istnienie statystycznie istotnej pozytywnej korelacji pomiędzy Pb/
Cd (r = 0,499; p = 0,000). Występowanie wzajemnych zależności między zawartościami
Cd/Pb w łożysku, może świadczyć o zanieczyszczeniu środowiska oraz narażeniu na
działanie dymu tytoniowego.
• Łożysko stanowi skuteczniejsza barierą dla kadmu. Większą efektywność do wiązanie
badanych metali mają kobiety młode, należące do pierwszej grupy wiekowej.
Powiększanie się skażenia środowiska w skutek działań antropogenicznych, społecznoekonomicznych powoduje bardzo niekorzystne oddziaływania na stan zdrowia człowieka
oraz pośrednio wpływa na rozwijający się płód, który w zależności od toksyczności
metali może być mniej lub więcej zagrożony. Oddziaływanie toksycznych metali
może skutkować uszkodzenia płodu oraz zaburzenia transportu istotnych elementów,
niezbędnych dla prawidłowego rozwoju płodu [Sadler, 1993].
205
TOM III.indd 205
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Suprewicz, Iwona Kozikowska, Anna Kuczkowska-Kuźniar
LITERATURA
Bæcklund M., Pedersen N.L., Björkman L., Vahter M. Variation in blood concentrations of cadmium
and lead in the elderly. Environ Res. 1999. 80, 222-30.
Hubermont G., Buchet J.P., Roels H., Lauwerys R. Pacental transfer of lead, mercury and cadmium
in women in a rural area. Intern Arch Occup Environ Health. 1978. (41) 117-124.
Iyengar G. V., Rapp A. Human placenta as a ‘dual’ biomarker for monitoring fetal and maternal
environment with special reference to potentially toxic trace elements. Part 1: Physiology, function
and sampling of placenta for elemental characterization. Vienna, Austria. 2001. (280) 195-206.
Kantola, M., Purkunen, R., Kroger, P., Tooming, A., Juravskaja, J., Pasanen, M., Saarikoski,
S., Vartiainen, T. Accumulation of cadmium, zinc, and copper In maternal blond and
developmental placental tissue: differences between Finland, Estonia, and St. Petersburg.
Environ Res. 2000. 83(1)54-66.
Korpela H., Loueniva R., Yrjänheikki E., and Kauppila A. Lead and cadmium concentrations in
maternal and umbilical cord blood, amniotic fluid, placenta and amniotic membranes. Am.
J. Obsetet. Gynecol. 1986. (155) 1086-1089.
Kultu T., Karagozler A.A., and Gozukara E. M. Relationship Among Placental Cadmium, Lead, Zinc,
and Copper Levels in Smoking Pregnant Women. Humana Press Inc. Turkey. 2006. (114) 7-17.
Osman K., Akesson A., Berglund M., Bremme K., Schütz A., Ask K., Vahter M. Toxic and essential
elements in Placentas of Swedish women. Clinical Biochemistry. 2000. 33(2) 131-138.
Sadler T. W. Embriologia lekarska. Med Tour Press International. Warszawa. 1993. 96-106.
Slikker W., Miller R.K Placental metabolism and transfer: role of development toxicology. New
York: Reven Press Ltd. 1994. 245-283.
Stawarz R. Trace elements and Heavy Metals in Animals and Humans. Selected Aspect of their content
and Distribution. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Pedagogicznego. Kraków. 2009.
Adres do korespondencji:
Katarzyna Suprewicz
Instytut Biologii
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. nadzw. dr hab. Robert Stawarz
206
TOM III.indd 206
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Wolny
EPISTEME
12/2011, t. II
s.207-210
ISSN 1895-4421
OCENA PORAŻENIA ZBÓŻ UPRAWIANYCH W WOJEWÓDZTWIE
MAŁOPOLSKIM PRZEZ GRZYBY
THE EVALUATION OF FUNGAL DISEASES AFFECTING CEREALS GROWN
IN THE LESSER POLAND PROVINCE
Abstrakt: Choroby grzybowe są jedną z głównych przyczyn obniżenia plonów zbóż na terenie całej
Polski oraz przyczyniają się do spadku wartości pozyskiwanego ziarna. Stopień porażenia zbóż jest różny
w każdym okresie wegetacyjnym i uzależniony od warunków meteorologicznych. Dlatego tak ważne jest
szybkie i prawidłowe rozpoznawanie patogenów porażających zboża, aby jak najwcześniej zastosować
odpowiednie środki ochrony roślin. Od kwietnia do lipca 2010 r. pobierano zboża z widocznymi
objawami chorobowymi i poddawano analizie mykologicznej. Przeprowadzono identyfikację gatunkową
wyizolowanych szczepów a także określono stopień porażenia zbóż przez grzyby. Wyizolowano 356
szczepów grzybów, wśród których dominowały szczepy z rodzajów: Fusarium sp., Puccinia sp.,
Alternaria sp.
Słowa kluczowe: zboża, patogen, Fusarium graminearum, Puccinia triticina
Summary: Fungal diseases are one of the main causes of lowered crops in the whole area of Poland.
They also contribute to the drop in the value of the obtained grain. The degree to which cereals are
affected differs in every vegetation season and depends on meteorological conditions. That is why it is so
important to quickly and correctly recognize pathogens affecting cereals so as to apply appropriate plant
protection agents as soon as possible. From April to July 2010 cereals with visible disease symptoms
were collected and subjected to mycological analysis. The isolated strains were identified for species,
and the degree of fungal infection was determined. 356 strains of fungi were isolated. Among these the
prevalent ones were strains of the genera Fusarium sp., Puccinia sp., Alternaria sp.
Key words: cereals, pathogen, Fusarium graminearum, Puccinia triticina
207
TOM III.indd 207
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Wolny
Wstęp
Choroby grzybowe są jedną z głównych przyczyn obniżenia plonów zbóż na terenie
całej Polski oraz przyczyniają się do spadku wartości pozyskiwanego ziarna [Nieróbca,
Horoszkiewicz – Janka 2006]. Stopień porażenia zbóż jest różny w każdym okresie
wegetacyjnym i uzależniony od warunków meteorologicznych [Jaczewska – Kalicka 2006,
Jańczak, Pawlak 2006, Nieróbca, Horoszkiewicz – Janka 2006, Samborski 2003]. Dlatego
tak ważne jest szybkie i prawidłowe rozpoznawanie patogenów porażających zboża, aby
jak najwcześniej zastosować odpowiednie środki ochrony roślin. Z uwagi na duże straty w
plonach wywołane przez choroby grzybowe, podjęto badania zmierzające do identyfikacji
i oceny porażenia zbóż przez te drobnoustroje.
Celem pracy było określenie stopnia porażenia zbóż (pszenicy (Triticum L.), owsa (Avena L.),
żyta (Secale L.), pszenżyta (×Triticosecale Wittm. ex A. Camus), jęczmienia (Hordeum L.))
uprawianych w województwie małopolskim przez grzyby w roku 2010.
Drugim celem pracy było zidentyfikowanie wyizolowanych szczepów, a także wyznaczenie
gatunku dominującego w obrębie puli wyizolowanych szczepów. Ostatecznym celem było
ustalenie, które gatunki zbóż były najczęściej porażane przez grzyby.
Materiał i Metody
W okresie od kwietna do lipca 2010 r. pobrano 150 roślin należących do 5 gatunków (pszenica,
pszenżyto, żyto, owies, jęczmień) z pól uprawnych znajdujących się w województwie
małopolskim. Nadziemne części roślin z widocznymi objawami chorobowymi umieszczano
w jałowych woreczkach i dostarczano do laboratorium. Wszystkie analizy zostały wykonane
w Katedrze Mikrobiologii Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
Izolację grzybów prowadzono wg metody seryjnych rozcieńczeń z zastosowaniem
specjalistycznych podłoży mykologicznych tj. agar brzeczkowy, MEA, PDA, Czapek – Dox,
a także Sabouraud agar. Hodowle były inkubowane w 24oC przez 7 dni, a następnie pojedyncze
kolonie wyrośniętych grzybów były przeszczepiane na kolejne podłoża mykologiczne w celu
izolacji czystych kultur. W następnej kolejności sporządzano preparaty przyżyciowe w płynie
Lugola i dokonywano obserwacji mikroskopowych. W oparciu o klucze mykologiczne [Biłaj
1977, Gilman 1971, Kwaśna i in. 1991], bazując na obserwacjach makroskopowych kolonii,
a także obrazie mikroskopowym zidentyfikowano wszystkie wyizolowane szczepy grzybów.
Określono gatunki dominujące w puli pozyskanych patogenów zbożowych.
Wyniki i ich omówienie
Wyizolowano 356 szczepów grzybów należących do 17 różnych gatunków. Na podstawie
przeprowadzonych badań stwierdzono, że wśród wyizolowanych patogenów zbożowych
dominowały grzyby z następujących gatunków: Fusarium graminearum, Fusarium
avenaceum, Puccinia triticina, Fusarium sporotrichioides, Fusarium oxysporum, Alternaria
alternata. Uzyskane wyniki potwierdzają dane zawarte w publikacjach innych autorów
[Golińska i in. 2002, Horoszkiewicz – Janka i in. 2008, Jaczewska – Kalicka 2006], którzy
zwracają uwagę na powszechność występowania ww. gatunków grzybów w środowisku.
Poniżej przedstawiono skład gatunkowy wyizolowanych szczepów grzybów porażających
zboża. (tab.1)
208
TOM III.indd 208
3/9/12 4:49 AM
Ocena porażenia zbóż uprawianych w województwie małopolskim...
Liczba szczepów
(n=356)
Lp.
Gatunek grzyba
Zboże
1
Fusarium graminearum
65
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
2
Fusarium avenaceum
35
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
3
Puccinia triticina
30
Pszenica
4
Fusarium
sporotrichioides
28
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
5
Fusarium oxysporum
25
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
6
Alternaria alternata
25
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
7
Microdochium nivale
20
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
8
Cladosporium herbarum
18
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
9
Blumeria graminis
17
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
10
Rhizoctonia cerealia
17
Pszenica
11
Pseudocercosporella
herpotrichoides
16
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies, Pszenżyto
12
Drechslera teres
16
Jęczmień
13
Septoria tritici
15
Pszenica
14
Stagonospora nodorum
9
Pszenica
15
Puccinia striformis
8
Pszenica
16
Drechslera tritici
7
Pszenica
17
Rhynchosporium secalis
5
Pszenica, Jęczmień, Żyto, Owies
Tab. 1. Wyizolowane i oznaczone gatunki patogenów grzybowych z analizowanych roślin zbożowych
Ogółem wyizolowano 17 różnych gatunków grzybów, które powodują szereg chorób roślin
zbożowych tj. fuzaryjną zgorzel podstawy źdźbła i korzeni, fuzariozę kłosów, rdzę brunatną
oraz czerń zbóż [Biłaj 1977, Borecki 1996, Gilman 1971, Jaczewska – Kalicka 2006, Kwaśna
i in. 1991]. Porażenie przez grzyby powoduje znaczny spadek ilości plonu, co w konsekwencji
jest przyczyną pogorszenia jakości uzyskiwanego ziarna [Borecki 1996]. Dlatego niezwykle
ważne jest wczesne i prawidłowe zidentyfikowane patogenów, co pozwala na właściwy
dobór fungicydów. Wielu autorów zwraca uwagę, iż właściwie dobrane zabiegi ochrony
roślin pozwalają znacznie ograniczyć rozwój chorób grzybowych, a także zapobiec stratom
plonu i pogorszeniu jego jakości [Jaczewska – Kalicka 2006].
Zbożem najczęściej porażanym przez grzyby w roku 2010 na terenie województwa
małopolskiego była pszenica. Wszystkie wyizolowane gatunki patogenów porażały pszenicę,
jedynie Drechslera teres występowała wyłącznie na jęczmieniu. Może się to zmieniać
w każdym okresie wegetacyjnym – warunki meteorologiczne [Jaczewska – Kalicka 2006,
Jańczak, Pawlak 2006, Nieróbca, Horoszkiewicz – Janka 2006, Samborski 2003], ale także
zabiegi agrotechniczne w dużej mierze wpływają na intensywność porażenia. Istotnym
problemem, który może wpływać na stopień porażenia pszenicy przez patogeny grzybowe
jest powszechność jej uprawy, często w monokulturach. Innymi czynnikami wpływającymi
na porażenie pszenicy są: podatność genetyczna odmian, rodzaj gleby, gęstość siewu, zabiegi
agrotechniczne, a także nawożenie azotem [Nieróbca, Horoszkiewicz – Janka 2006].
209
TOM III.indd 209
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Wolny
wnioski
• Konieczne jest badanie składu gatunkowego grzybów porażających zboża w każdym
sezonie wegetacyjnym. Na podstawie oceny porażenia zbóż przez patogeny grzybowe
należy dobierać rodzaj fungicydu.
• Dodatkowym elementem walki ze szkodnikami zbóż może być stosowanie odmian mniej
wrażliwych na porażenie przez grzyby, a także odpowiednich zabiegów agrotechnicznych.
• Pszenica dominuje w strukturze upraw zbóż, dlatego istotne jest szukanie odmian opornych
na choroby grzybowe, a także stosowanie odpowiednich środków ochrony roślin.
Literatura
Biłaj W.J. 1977. Fuzarii. Kijew, Naukowa Dumka, 441 ss.
Borecki Z. 1996. Nauka o Chorobach Roślin. PWRiL, Warszawa, 369 ss.
Horoszkiewicz – Janka J., Jajor E., Korbas M. 2008. Wpływ grzybów toksynotwórczych na wybrane cechy
jakościowe plonu zbóż i rzepaku. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 48 (3)
Kwaśna H., Chełkowski J., Zajkowski P. 1991. Fusarium. Grzyby, t. 22, PAN, Warszawa–Kraków,
Gilman, J.C. 1971. A Manual of Soil Fungi, 2nd Ed. Iowa State College Press, Ames, Iowa, p.450.
Golińska B., Narożna D., Mądrzak C., 2002. Zastosowanie metod molekularnych do wykrywania,
identyfikacji i charakterystyki grzybów z rodzaju Fusarium. Biotechnologia, 3,165-177
Jaczewska – Kalicka A. 2006. Zmienność nasilenia rozwoju chorób grzybowych pszenicy ozimej
w latach 2001 – 2005. Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 46 (1)
Nieróbca A., Horoszkiewicz – Janka J. 2006. Wpływ warunków pogodowych na występowanie
grzybów patogenicznych w uprawie pszenicy ozimej Progress in Plant Protection / Postępy
w Ochronie Roślin, 46 (2)
Jańczak C., Pawlak C. 2006. Występowanie i szkodliwość Mączniaka prawdziwego (Blumeria
graminis) w pszenicy ozimej w latach 2003–2005 Progress in Plant Protection / Postępy
w Ochronie Roślin, 46 (2)
Samborski A.S. 2003. Agrometeorologiczne uwarunkowania pojawiania się chorób grzybowych
na częściach nadziemnych pszenicy ozimej na Zamojszczyźnie w latach 1976–1995. Wyd. AR
Lublin, Z. 267: 30–40.
Adres do korespondencji:
Katarzyna Wolny
Katedra Mikrobiologii, Wydział Rolniczo – Ekonomiczny
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. zw. dr hab. Wiesław Barabasz
210
TOM III.indd 210
3/9/12 4:49 AM
Gabriela Zięć
Halina Gambuś
EPISTEME
12/2011, t. II
s.211-219
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ AKRYLOAMIDU I JAKOŚĆ CHLEBA PSZENNEGO W ZALEŻNOŚCI
OD UDZIAŁU MĄKI OWSIANEJ
WHEAT BREAD QULITY AND DETERMINATION OF ACRYLAMIDE DEPENDING
OF ADDITION OF OAT FLOUR
Abstrakt: Celem podjętych badań była ocena wpływu mąki owsianej stanowiącej odpad po produkcji
koncentratu b-D – glukanu, na zawartość akryloamidu i jakość chleba. Mąkę owsianą stosowano jako
zamiennik mąki pszennej, w ilość 50 i 30% w stosunku do masy mąki. Wypieczono chleby pszenne
(standardowe), pszenno-owsiane 50/50% oraz chleby pszenno-owsiane 70/30% metodą bezpośrednią
(jednofazową). W uzyskanych chlebach oznaczono objętość oraz profil tekstury i wilgotność miękiszu.
Stwierdzono, że objętość chlebów zmniejszała się wraz ze wzrostem udziału mąki owsianej, natomiast
udział mąki owsianej istotnie zwiększył twardość, żujność i odbojność miękiszu. Oznaczono również ilość
akryloamidu metodą HPLC, w celu porównania z chlebem pszennym (standardowym). Zaobserwowano
istotne zmiany w ilości akryloamidu w chlebach z 50% udziałem mąki owsianej.
Słowa kluczowe: mąka: owsiana i pszenna, jakość chleba, akryloamid
Summary: The main goal of presented study was to evaluate the impact of oat flour which is concentrate
waste from the production b-D-glucan, the acrylamide content and quality of bread. Oat flour was used
as a substitute for wheat flour, the amount of 50 and 30% by weight of flour. Wheat breads (standard),
wheat-oat 50/50%, and bread wheat and oat 70/30% of the direct method (single phase) were baked. The
resulting breads were determined volume and profile of the texture and moisture of the crumb. It was
found that the volume of bread decreased with the increase in the share of oat flour, as well as a higher
content of oat flour significantly increased hardness, resilience and chewiness crumb. The quantity of
acrylamide was determined by HPLC for comparison with bread wheat (standard). There were significant
changes in the amount of acrylamide in the breads with a 50 % share of oat flour.
Key words: flour: oat ad wheat, quality of bread, acrylamide
211
TOM III.indd 211
3/9/12 4:49 AM
Gabriela Zięć, Halina Gambuś
Wstęp
Chleb towarzyszy człowiekowi od starożytności. Jest jednym z podstawowych produktów
najczęściej konsumowanych przez człowieka, ponieważ jest ogólnodostępny na rynku.
O jego powszechności decyduje wysoka wartość energetyczna oraz sporządzanie z niego
posiłków w prosty sposób. Przeciętna konsumpcja chleba w ciągu roku wynosi około 67 kg
na osobę [Dmochowska 2007]. Coraz częściej przez konsumentów wybierane jest pieczywo
wzbogacane różnego rodzaju dodatkami. Często są to dodatki naturalne, takie jak: produkty
z jęczmienia, lnu, otręby oraz zarodki pszenne i żytnie, czy produkty gryczane. Wzrastającym
zainteresowaniem cieszy się również chleb z dodatkiem produktów owsianych tj. otrąb, mąki
owsianej całoziarnowej i płatków owsianych, jak również mąki owsianej zwykłej [Kawka
i Gąsiorowski 1995a i b; Kawka 2009].
Skład ziarna owsa jest bardzo korzystny z punktu widzenia żywienia człowieka (duża
zawartość białka o korzystnym składzie aminokwasowym, korzystny skład puli kwasów
tłuszczowych, z uwagi na dużą zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz dużą
zawartość rozpuszczalnych w wodzie β-glukanów, a także antyoksydantów) [Bartnikowska
2003; Butt i in. 2008]. Przetwory owsiane charakteryzują się hipocholesterolemicznym
i hipoglikemicznym działaniem [Bartnikowska i Lange 2000; Dhillon i Bhatia 2008].
Stosowanie zatem produktów owsianych pozwala na wzbogacenie chleba w białko
o wysokiej wartości biologicznej (zwiększonej zawartości lizyny, asparaginy i argininy),
a także dostarczenie znacznych ilości cennego tłuszczu oraz błonnika pokarmowego [Gambuś
i in. 2003; 2006; Wolska i in. 2009].
Sięgając po produkty zbożowe konsumenci przekonani są o ich walorach prozdrowotnych,
natomiast rzadko kiedy mają świadomość, że niosą one także pewne zagrożenia zdrowotne.
W kwietniu 2002 roku Szwedzki Narodowy Urząd ds. Żywności (Swedish National Food
Administration) i naukowcy z Uniwersytetu w Sztokholmie ogłosili raport o akryloamidzie –
związku szkodliwym dla zdrowia, który powstaje w żywności pod wpływem obróbki termicznej.
Dużą zawartość tego związku wykryli oni w chipsach, chrupkach zbożowych i chlebie chrupkim
oraz w płatkach śniadaniowych [FAO/WHO Health Implications of Acrylamide in Foods].
Międzynarodowa Agencja Badań nad rakiem zakwalifikowała akryloamid jako potencjalnie
kancerogenny dla ludzi [FAO/WHO Health Implications of Acrylamide in Foods]. Badania
mechanizmu powstawania tego związku wykazały, że tworzy się on podczas obróbki
termicznej żywności (smażenia, pieczenia, zapiekania), a głównie podczas reakcji Maillarda.
Jest ona indukowana ciepłem i zachodzi pomiędzy cukrami redukującymi (pentozy, heksozy
i niektóre dwucukry), a aminokwasami (głównie kwasem asparaginowym) [Surdyk i Rosen
2004; Szczerbina 2005].
Z badań przeprowadzonych przez Zakład Higieny i Ekologii UJCM w Krakowie [Jankowska
i in. 2009] wynika, że wbrew powszechnemu przekonaniu, w populacji polskich dzieci to nie
chipsy są głównym składnikiem diety wpływającym na dzienne spożycie akryloamidu. Zarówno
wśród dzieci jak również dorosłych, największy udział w ogólnym spożyciu tego związku ma
pieczywo. W związku z tym, że w mące owsianej, stanowiącej odpad przy produkcji koncentratu
błonnikowego „Betaven” oznaczono dwukrotnie większą zawartość kwasu asparaginowego
w porównaniu z mąką pszenną [Zięć i in. 2010] oraz ze względu na ewentualne uszkodzenie
ziarenek skrobi (mąka była poddana obróbce hydrotermicznej) istnieje możliwość powstawania
większej ilości akryloamidu w chlebie z udziałem tej mąki niż w konwencjonalnym pieczywie.
Dlatego też celem badań było określenie zawartości akryloamidu oraz jakości wzbogacanego
chleba pszennego, w zależności od udziału mąki owsianej odpadowej.
212
TOM III.indd 212
3/9/12 4:49 AM
Zawartość akryloamidu i jakość chleba pszennego...
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiły chleby mieszane pszenno-owsiane z odpadowej mąki owsianej
pochodzącej z firmy Microstructure w Warszawie i pszennej typu 650, zakupionej w PZZ Kraków S.A..
Z mąki pszennej i mieszanek pszenno-owsianych, które zawierały 30 i 50 % mąki owsianej
w stosunku do masy mąki pszennej, sporządzono ciasto o konsystencji 350 j. B. w miesiarce
spiralnej Diosna typ SP 12 przez 9 min (3 min przy wolnych obrotach i 6 min przy szybkich
obrotach). Pierwszą fermentację prowadzono przez 15 min, następnie po uformowaniu
kęsów o masie 250g, przez 30 min prowadzono końcową fermentację w temp. Ok. 40◦C i 85
% wilgotności względnej. Chleby wypiekano w temp. 230◦ w ciągu 30 min w piecu MIWE
CONDO typ CO 2 608,metodą bezpośrednią według receptury opracowanej w Katedrze
Technologii Węglowodanów (tab. 1).
Chleb
Mąkapsze-nna
typ 650 [g]
Mąka
owsiana [g]
Drożdże [g]
Sól [g]
Woda [cm3]
Standard
1000
-
30
20
636
30 %
700
300
30
20
670
50 %
500
500
30
20
670
Tab. 1. Receptura chlebów pszenno-owsianych
Chleby przeznaczone do badań w stanie świeżym analizowano w dniu wypieku. Po
2-godzinym chłodzeniu zmierzono masę i objętość chlebów w materiale sypkim, posługując
się nasionami rzepaku wg PN-a-74108:1996. Chleby przeznaczone do przechowywania
pakowano w woreczki z folii polietylenowej HDPE i przechowywano w komorze
przechowalniczej w temp. 20◦ i wilgotności względnej 64% przez trzy kolejne dni. Próbki
przeznaczone do oznaczeń akryloamidu wysuszono w temperaturze pokojowej, a następnie
zmielono w młynku Zelmer typu 886.8. Wykonano następujące analizy:
• obliczono wydajność pieczywa i stratę wypiekow [Analiza zbóż i przetworów zboowych 1981]
• oznaczono wilgotność chlebów podczas przechowywania wg metody AAC 925.10, 2006
• oznaczono profil tekstury miękiszu chlebów w teksturometrze TA. XT. Plus. (Stable
micro Systems). Oznaczenia wykonywano stosując próbnik P-20, szybkość przesuwu
5mm/s, mierząc odkształcenie w warstwie 10 mm. Oznaczono następujące parametry
miękiszu: twardość – jako siłę potrzebną do osiągnięcia określonej deformacji produtku,
żujność – energię wymaganą podczas żucia do rozdrobnienia produktów i odbojność
(sprężystość natychmiastową) – zdolność do powrotu produktu do formy wyjściowej po
pierwszym ściśnięciu [Surówka 2002]
• zawartość akryloamidu metodą HPLC/UV wg [Paleologos i Kontominas 2005],
stosujc zestaw chromatograficzny firmy Knauer. Wodny ekstrakt do oznaczenia
przygotowywano w następujący sposób: do probówki wirówkowej umieszczonej
w naczynku homogenizatora, odważano 5 g zmielonego i wysuszonego wcześniej
chleba i dodawano 5 cm3 wody destylowanej. Zawiesinę homogenizowano przez
5 minut, następnie dodawano 10 cm3 wody i pozostawiano w łaźni wodnej nagrzanej
do 70◦ przez 30 minut. Po upływie 30 minut próbkę odwirowywano (12000 rpm, 20
min, 4◦C) i supernatant filtrowano przez bibułę do kolbki miarowej o pojemności 10
cm3. Z otrzymanego roztworu pobierano 1 cm3 i dodawano 9 cm3 heksanu, mieszano
213
TOM III.indd 213
3/9/12 4:49 AM
Gabriela Zięć, Halina Gambuś
i rozdzielano w rozdzielaczu. Warstwę bez heksanu nastrzykiwano na jonowymienną
kolumnę H+. Detekcję akryloamidu uzyskiwano przy przepływie 0,4 cm3/min i długości
fali 200 nm.
Wyniki w pracy podano jako średnie z co najmniej dwóch powtórzeń. Poddano je
jednoczynnikowej analizie wariancji (ANOVA), stosując program komputerowy Statistica
8.0. Istotność różnic wykazano testem Duncana przy α ≤ 0,05.
WyniKi i dySKuSjA
Chleb z 30 % udziałem mąki owsianej odznaczał się mniejszą objętością od chleba
standardowego (pszennego) (ryc. 1). Najmniejszą objętością charakteryzował się chleb z 50%
udziałem mąki owsianej. Z badań wcześniejszych wiadomo, że wszelkie dodatki do chleba
pogarszają z reguły jego objętość [Gambuś i in. 2003, 2006; Flander i in. 2007; Kawka 2009].
Ryc. 1. Objętość badanych chlebów *Różne litery w kolumnach oznaczają statystycznie istotne różnice
przy poziomie istotności α=0,05
Zmniejszenie objętości chlebów pszenno-owsianych można wiązać ze wzrostem ilości białek
rozpuszczalnych i frakcji azotu niebiałkowego oraz zmniejszeniem ilości frakcji gliadyny
i gluteniny, tworzących kompleks glutenowy [Gambuś i in. 2003, 2006; Kawka 2009].
Rodzaj chleba
Masa chleba
zimnego [g]
Strata wypiekowa
całkowita [%]
Wydajność
pieczywa [%]
Wilgotność
miękiszu [%]
Standard (pszenny)
216,0 a*
14,0 b
141,6 a
41,9 a
Pszenno-owsiany 70/30
216,5 a
13,5 b
144,0 a
42,5 b
Pszenno-owsiany 50/50
221,0 b
12,0 a
147,6 b
42,9 b
Tab. 2. Wpływ udziału mąki owsianej na jakość chlebów *Różne litery w kolumnach oznaczają
statystycznie istotne różnice przy poziomie istotności α=0,05
214
TOM III.indd 214
3/9/12 4:49 AM
Zawartość akryloamidu i jakość chleba pszennego...
Chleb z 30 % udziałem mąki owsianej odznaczały się istotnie większą wydajnością pieczywa
i istotnie mniejszą stratą wypiekową całkowitą, w porównaniu z chlebem pszennym (tab.
2). Jest to prawdopodobnie związane z większą wodochłonnością mieszanki mąki pszennej
i owsianej [Gambuś i in. 2003, 2006] i większą zdolnością zatrzymania wody w miękiszu
w chlebach z mąką owsianą, zwłaszcza z jej większym 50 % udziałem. Świadczy o tym
największa masa chleba zimnego i największa wilgotność miękiszu tego chleba w dniu
wypieku (tab. 2)
Wartości profilu tekstury miękiszu badanych chlebów zarówno w dniu wypieku jak i podczas
3-dobowego przechowywania przedstawiono na ryc. 2, 3, 4. Wykazano istotne różnice
w twardości, odbojności i żujności miękiszu chlebów pszenno-owsianych, w porównaniu
z miękiszem chleba pszennego. Udział 30 i 50 % mąki owsianej spowodował istotny wzrost
twardości w porównaniu do chleba standardowego, zarówno w dzień wypieku jak i podczas
3-dobowego przechowywania. W badaniach wcześniejszych wykazano, że mąka owsiana
użyta do wypieku odznacza się prawie dwukrotnie większą zawartością włókna pokarmowego
w porównaniu z mąką pszenną [Zięć i in. 2010], co może tłumaczyć pogorszenie tekstury
w badanych chlebach [Gambuś i in. 1999]. Odbojność miękiszu pieczywa była istotnie
mniejsza w przypadku chlebów pszenno-owsianych, zarówno w dzień wypieku jak i podczas
3-dobowego przechowywania, w porównaniu z chlebem pszennym. Nie zanotowano
istotnych różnic w odbojności pomiędzy chlebami z różnym udziałem mąki owsianej (ryc. 3).
Ryc.2 Twardość miękiszu pieczywa pszennego i pszenno-owsianego w dniu wypieku i podczas 3 dni
przechowywania
Ryc.3 Odbojność miękiszu pieczywa pszennego i pszenno-owsianego w dniu wypieku i podczas 3 dni
przechowywania
215
TOM III.indd 215
3/9/12 4:49 AM
Gabriela Zięć, Halina Gambuś
W przypadku chleba pszennego i pszenno-owsianego 70/30 % nie zaobserwowano istotnych
zmian w żujności, natomiast chleb pszenno-owsiany 50/50 % charakteryzował się znacznie
większą żujnością podczas 3-dobowego przechowywania, w porównaniu z chlebem
standardowym oraz chlebem pszenno-owsianym 70/30 %.
Ryc.4 Żujność miękiszu pieczywa pszennego i pszenno-owsianego w dniu wypieku i podczas 3 dni
przechowywania
Podczas 3-dobowego przechowywania wszystkich badanych chlebów, wilgotność miękiszu
uległa niewielkiemu zmniejszeniu, niezależnie od składu surowcowego, ale były to różnice
nieistotne statystycznie (tab. 3), co potwierdza wcześniejsze badania na ten temat [Gibiński
i in. 2010]
Dni przechowywania
0
1
2
3
Rodzaj chleba
Wilgotność miękiszu
Pszenny - standard
41,9 a*
Chleb pszenno-owsiany 70/30
42,5 a
Chleb pszenno-owsiany 50/50
42,9 a
Pszenny - standard
41,5 a
Chleb pszenno-owsiany 70/30
42,0 a
Chleb pszenno-owsiany 50/50
42,6 a
Pszenny - standard
41,2 a
Chleb pszenno-owsiany 70/30
41,6 a
Chleb pszenno-owsiany 50/50
42,0 a
Pszenny - standard
41,0 a
Chleb pszenno-owsiany 70/30
41,3 a
Chleb pszenno-owsiany 50/50
41,8 a
Tab. 3. Wilgotność miękiszu badanych chlebów w dniu wypieku i podczas 3-dobowego przechowywania,
*Różne litery w kolumnach oznaczają statystycznie istotne różnice przy poziomie istotności α=0,05
W badanych chlebach oznaczono również zawartość akryloamidu. Zaobserwowano nieznaczny
wzrost zawartości tego związku chlebach z udziałem mąki owsianej (ryc. 5), mimo prawie
216
TOM III.indd 216
3/9/12 4:49 AM
Zawartość akryloamidu i jakość chleba pszennego...
dwukrotnie większej zawartości kwasu asparaginowego w tej mące, w porównaniu z mąką
pszenna [Zięć i in. 2010]. Wynika to prawdopodobnie z większej zawartości wody w cieście,
a następnie w miękiszu chlebów mieszanych pszenno-owsianych, co może ograniczać
tworzenie się akryloamidu, zwłaszcza w chlebach z 50 % udziałem odpadowej mąki owsianej.
Wiadomo bowiem, że podczas pieczenia chleba zwiększenie wilgotności miękiszu o 1 % może
zmniejszyć tworzenie się akryloamidu o 30 % [Czerwiecki 2005].
Zastosowanie do wzbogacenia chlebów pszennych 30 % udziału mąki owsianej odpadowej
nie niesie zatem ryzyka zagrożenia zdrowotnego spowodowanego zawartością akryloamidu,
ale wpływa niekorzystnie na teksturę produktu finalnego.
Ryc. 5 Zawartość akryloamidu w badanych chlebach, *Różne litery w kolumnach oznaczają
statystycznie istotne różnice przy poziomie istotności α=0,05
Wnioski
• Stwierdzono, że w miarę zwiększania udziału mąki owsianej (30 i 50 %) zmniejsza się
objętość bochenków badanych chlebów, w porównaniu z chlebem standardowym.
• W badanych chlebach pszennym i pszenno-owsianym zróżnicowany udział mąki
owsianej wpłynął istotnie na zwiększenie twardości, odbojności i żujności miękiszu,
w porównaniu z chlebem standardowym przez cały okres 3-dobowego przechowywania.
• Chleb z 50 % udziałem mąki owsianej odznaczał się większą zawartością akryloamidu,
w porównaniu z chlebem standardowym.
• Ze względu na walory teksturalne chlebów pszenno-owsianych mąkę owsianą odpadową
z powodzeniem można zagospodarować do wzbogacenia jasnego pieczywa pszennego
w ilości do 30 %.
217
TOM III.indd 217
3/9/12 4:49 AM
Gabriela Zięć, Halina Gambuś
Literatura
AOAC. Official Methods of Analysis, 18th Edition, Gaithersburg, Association of Analytical Chemists
International, 2006.
Bartnikowska E., Lange E., 2000. Znaczenie dietetyczne przetworów owsianych i ich wpływ na
stężenie cholesterolu w osoczu oraz poposiłkową glikemię. ‘Żywność. Nauka, Technologia,
Jakość, 1(22), 18-36.
Bartnikowska E., 2003. Przetwory z ziarna owsa jako źródło ważnych substancji prozdrowotnych w
żywieniu człowieka. Biuletyn IHAR, 229, 235-245
Butt M.S., Tahir-Nadeem M., Khan M. K. I., Sabir R., Butt M. S., 2008. Oat: unique among cereals.
Eur. J. Nutr., 47, 68- 79.
Czerwiecki L., 2005. Akryloamid – niechciany składnik przetworów zbożowych i pieczywa. Przegląd
Zbożowo-Młynarski, 10, 23-24.
Dhillon P., Bhatia A., 2008. Hypercholesterolemic and Immunomodulatory Effects of of Oat Extracts
containing β-glucan. Res. J. Immunol., 1 (1), 29-35.
Dmochowska H. (pod red.), 2007. Rocznik statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej. GUS, Warszawa.
FAO/WHO. 2002. Health Implications of acrylamide in Food. Report of a joint. FAO/WHO
consultation WHO headquarters, Geneva, Swizerland.
Flander L., Salmenkallio – Marttila M., Suartti T., Autio K., 2007. Optimization of ingradients and
baking process for improved whoelmeal oat bread quality. LWT, 40, 860-870.
Gambuś H., Golachowski A., Nowotna A., Bala-Piasek A., Gumul D., 1999. Wpływ dodatku
ekstradowanych otrąb na jakość chleba pszennego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość,
4 (21), 128-140.
Gambuś H., Pisulewska E., Gambuś F., 2003. Zastosowanie produktów przemiału owsa
nieoplewionego do wypieku chleba. Biuletyn IHAR, 229, 283-290.
Gambuś H., Gambuś F., Pisulewska E., 2006. Całoziarnowa mąka owsiana jako źródło składników
dietetycznych w chlebach pszennych. Biuletyn IHAR, 239, 259-267.
Gibiński M., Gambuś H., Nowakowski K., Mickowska B., Pastuszka D., Augustyn G., Sabat R.,
2010. Wykorzytanie mąki owsianej – produktu ubocznego przy produkcji koncentratu z owsa
– w piekarstwie. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 3 (70), 56-75.
Analiza zbóż i przetworów zbożowych, 1981. Praca zbiorowa pod redakccją Jakubczyka T. i Habera
T. Skrypt SGGW, Warszawa.
Jankowska J., Helbin J., Potocki A., 2009. Akryloamid jako substancja obca w żywności. Prob. Hig.
Epidemio., 90 (2, 171-174.).
Kawka A., Gąsiorowski H., 1995a. Produkty owsiane w piekarstwie I. Wpływ otrąb owsianych
dietetycznych na jakość chleba. Przegl. Piek. i Cuk., 43, 4, 4-5.
Kawka A., Gąsiorowski H., 1995b. Produkty owsiane w piekarstwie II. Wpływ mąki owsianej na
jakość chleba. Przegl. Piek. i Cuk., 43, 5, 8-10.
218
TOM III.indd 218
3/9/12 4:49 AM
Zawartość akryloamidu i jakość chleba pszennego...
Kawka A., 2009. Możliwości wzbogacania wartości odżywczych dietetycznych i funkcjonalnych
pieczywa. Żywność wzbogacona i nutraceutyki, PTTŻ Oddz. Małopolski, Kraków 109-122.
Paleogos E. K., Kontominas M. G., 2005 Determination of acrylamide and methacrylamide
by normal phase high performance liquid chromatography and UV detection. Journal of
Chromatography 1077, (2) 128-135.
PN-A-74108:1996. Pieczywo. Metody badań.
Surdyk N., Rosen J., 2004. Effects of aspargines, fructose and baking conditions on acrylamide
content in yeast-leavened wheat bread. J. Agric. Food Chem., 52, 2047-2051.
Surówka K., 2002. Tekstura żywności i metody jej badania. Przem. Spoż. 10, 12-17.
Szczerbina T., 2005. Akryloamid - potencjalnie rakotwórcza substancja występująca w żywności.
Kosmos, 4, 367-372.
Wolska P., Ceglińska A., Rudzińska A., 2009. Wpływ dodatku produktów owsianych na jakość
pieczywa pszennego. Nauka, Przyroda, Technologie, 3 (4), 1-8.
Zięć G., Gambuś H., Gumul D., Kowalski S., Łukasiewicz M., 2010. Pasting properties and chemical
comsposition of the new oat flour, obtained in the β - D - glucans concentrate production., Editor:
Markoš, J., In Proceedings of the 37th International Conference of Slovak Society of Chemical
Engineering, Tatranské Matliare, Slovakia, 1526–1526.
Adres do korespondencji:
Gabriela Zięć
Katedra Technologii Węglowodanów, Wydział Technologii Żywności
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail:
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Halina Gambuś
219
TOM III.indd 219
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 220
3/9/12 4:49 AM
III. ZOOTECHNIKA I WETERYNARIA
TOM III.indd 221
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 222
3/9/12 4:49 AM
Michał Dudek
Andrzej Rabsztyn
EPISTEME
12/2011, t. II
s.223-226
ISSN 1895-4421
OCENA JAJ KUR RASY BARRED PLYMOUTH ROCK W DWÓCH OKRESACH
NIEŚNOŚCI
ASSESSMENT OF EGG QUALITY OF BARRED PLYMOUTH ROCK HENS IN TWO
PERIODS OF LAY
Abstrakt: Celem badań była ocena wybranych cech jakości jaj pochodzących od rasy kur z polskiej
fermy zarodowej, pozyskanych z początku i końca nieśności stada. Materiał do badań stanowiły jaja
kur Barred Plymouth Rock (P55), pochodzących z Zarodowej Fermy Kur w Rszewie. Masa jaja kur na
początku nieśności wynosiła 50,1 g i była istotnie niższa niż masa jaj uzyskanych w 50 tygodniu życia
– 61,8 g. Największą wartość jednostek Haugha (99,9) oraz wysokości białka (9,7mm) stwierdzono
w jajach pochodzących z 26 tygodnia życia kur. Wraz z wydłużaniem okresu nieśności pozyskane jaja
charakteryzowały się pogarszającymi wartościami zarówno jednostek Haugha (74,4) oraz wysokości
białka (5,8). Jaja uzyskane w 50 tygodniu życia kur cechowały się również jaśniejszą barwą żółtka, lecz
masa żółtka i jego procentowy udział w jaju były istotnie większe w porównaniu do jaj uzyskanych
w 26 tygodniu życia ptaków. Wraz z przebiegiem nieśności nie zanotowano statystycznie istotnych
różnic w barwie skorupy jaj, jej grubości, gęstości i wytrzymałości, odnotowano statystycznie istotną
różnicę dotyczącą indeksu kształtu jaja.
Słowa kluczowe: kury ogólnoużytkowe, jakość jaj
Summary: The experiment was aimed at evaluation of some physical traits of eggs from the onset of
lay and from the later period (after peak of production) of the first season of laying in Barred Plymouth
Rock (P55) hens originating from Polish egg-type pedigree farm at Rszew. Analyses of egg quality
were accomplished in 26 and 50 weeks of age of hens, with an electronic EQM device. Egg weight at
the beginning of laying was 50.1 g and it was significantly lower than in 50 weeks of age – 61,8 g. The
highest Haugh unit score (99.9) and albumen height (9.7 mm) were noted in the eggs in 26 weeks of age.
These parameters lowered with age of layers, the Haugh unit score and the albumen height in 50 weeks
being 74.4 and 5.8 mm, respectively. Yolk proportion in egg increased from 26 to 50 weeks of age but
yolk mass and yolk colour index (la Roche) diminished with the age of layers. No statistical differences
were found in shell colour, shell thickness, shell density and strength between eggs in 26 and 50 weeks.
Statistically significant differences were observed in egg shape index.
Key words: dual-purpose hens, egg quality
223
TOM III.indd 223
3/9/12 4:49 AM
Michał Dudek, Andrzej Rabsztyn
Wstęp
Produkcja jaj konsumpcyjnych w Polsce w 2001 roku w zaledwie 10 % opierała się
o rodzime zestawy komercyjne kur nieśnych, pochodzące z polskich ferm zarodowych
[Wężyk, 2003]. W 2009 uległa likwidacji jedna z trzech dotychczas istniejących polskich
ferm zarodowych kur nieśnych [Jarek i in., 2010], co w konsekwencji prowadzi do dalszego
wypierania materiału krajowego na rzecz materiału zagranicznego. Stwarza to zagrożenie
dla bioróżnorodności, gdyż tylko nieliczne grupy wydajnych mieszańców towarowych
wykorzystywane są do produkcji jaj. Polskie zestawy hodowlane pod względem cech
nieśnych w warunkach chowu półintensywnego przewyższają zestawy importowane, lecz
są eliminowane z produkcji fermowej z powodów czysto ekonomicznych [Dziadek, 2002].
Obecnie obserwuje się powolny nawrót do tradycyjnego chowu wolnowybiegowego.
Do tego celu nie nadają się wysoko wyspecjalizowane kury przystosowane do chowu
klatkowego [Dziadek, 2002]. Celem badań była ocena wybranych cech jakości jaj od kur rasy
ogólnoużytkowej, pochodzącej z polskiej fermy zarodowej. Istotne było określenie wpływu
wieku niosek na cechy fizyczne jaja istotne z punktu widzenia konsumenta.
Materiał i metody
Materiał do badań stanowiły jaja kur Barred Plymouth Rock (P55). Pisklęta przeznaczone do
doświadczenia odchowywane były zgodnie z podstawowymi wymaganiami zoohigienicznymi
i żywione mieszanką pełnoporcjową dostosowaną do wieku ptaków. Liczebność grupy wynosiła
ok. 500 niosek utrzymywanych na ściółce, bez dostępu do wybiegów, żywionych ad libitum
standardową mieszanką pełnoporcjową dla niosek reprodukcyjnych, bez dodatku barwników.
Stosowana mieszanka paszowa zawierała: 16,8% białka ogólnego, 11,6% popiołu, 6,2% tłuszczu,
5,7% włókna surowego. Jaja przeznaczone do badań zebrano w dwóch okresach nieśności tj. 26.
i 50. tygodniu życia. Procent nieśności stada w okresach zbioru jaj do badań wynosił odpowiednio
45,5% i 43%. Z każdego okresu nieśności pobrano losowo 30 jaj, które następnego dnia po
zbiorze poddano ocenie jakościowej przy pomocy aparatury EQM ( Egg Quality Measurements).
Wytrzymałość skorupy (N) mierzono aparatem Egg Crusher. Uzyskane wyniki badań poddano
analizom statystycznym, do porównania średnich zastosowano test Tukeya stosując pakiet SAS.
Wyniki
Wyniki badań przedstawiono w tabeli 1. Średnia masa jaj na początku nieśności wynosiła 50,1
g i była istotnie niższa niż średnia masa jaj kur z końca nieśności – 61,8 g. Największą wartość
jednostek Haugha (99,9) oraz wysokości białka (9,7mm) stwierdzono w jajach kur pochodzących
z 26 tygodnia życia. Wraz z wydłużaniem okresu nieśności pozyskane jaja charakteryzowały się
pogarszającymi wartościami zarówno jednostek Haugha (74,4) oraz wysokości białka (5,8). Jaja
uzyskane w 50 tygodniu życia kur charakteryzowały się również jaśniejszą barwą żółtka - 4,4,
w porównaniu do wartości - 5,8, jaką uzyskano w jajach kur młodych. Jednakże masa żółtka
( 16,7 g) i jego procentowy udział w jaju ( 27,1 %) były istotnie większe w porównaniu do jaj
uzyskanych w 26 tygodniu życia ptaków, odpowiednio 11,3 g i 22,5 %.. Wraz z przebiegiem
nieśności nie zanotowano statystycznie istotnych różnic w barwie skorupy jaj, jej grubości, gęstości
i wytrzymałości, odnotowano statystycznie istotną różnicę dotyczącą indeksu kształtu jaja.
Dyskusja
Przedstawione wyniki badań wykazały, iż istnieją różnice dotyczące fizycznych cech jaj
uzyskanych w różnych okresach nieśności niosek. Badania wykazały, że największe jaja
znosiły kury w drugim okresie nieśności. Masa jaja według Romanova [1995] zależy od
224
TOM III.indd 224
3/9/12 4:49 AM
Ocena jaj kur rasy Barred plymouth rock w dwóch okresach nieśności
czynników genetycznych. Na masę jaja wpływ mają również czynniki środowiskowe,
a głównie warunki termiczne i żywienie [Brzóska i in., 2000]. Wyniki otrzymane przez
Sokołowicz i Krawczyk [2004] wskazują na wiek kur jako cechę mającą wpływ na masę jaja.
Otrzymane wartości potwierdzają, iż jaja kur młodych były mniejsze niż jaja kur uzyskane
w późniejszym okresie nieśności. Czaja i Gornowicz [2006] stwierdziły, że jaja pochodzące
z wcześniejszego okresu nieśności wyróżniały się istotnie wyższymi wartościami jednostek
Haugha oraz wysokości białka.
Cecha / Trait
26 tydzień życia
50 tydzień życia
_x
V%
_x
V%
Barwa skorupy (% bieli)
34,7
14,0
35,7
16,3
Masa jaja (g)
50,1a
5,1
61,8b
7,0
Wysokość białka (mm)
9,7a
11,7
5,8b
17,6
Jednostki Haugha (HU)
99,8a
4,8
74,4b
11,2
Masa żółtka (g)
11,3a
8,1
16,7b
8,8
Udział żółtka (%)
22,5
8,6
27,1
7,6
Barwa żółtka (La Roche)
5,8b
29,9
4,4a
34,1
Grubość skorupy (μm)
318,5
7,8
333,4
8,4
Gęstość skorupy (mg˟cm ̄ ³)
76,0
11,0
76,5
10,5
Wytrzymałość skorupy (N)
31,7
35,3
29,9
35,8
Indeks kształtu (%)
77,3a
2,8
73,8b
3,3
Udział skorupy (%)
10,3b
8,3
9,6a
8,3
Tab. 1. Wybrane cechy jakościowe jaj kur P55 w wieku 26 i 50 tygodniu życia, a,b,…wartości średnie
cech oznaczone w wierszach różnymi literami różnią się statystycznie istotnie ( P≤ 0,01)
W przeprowadzonym doświadczeniu zaobserwowano podobną zależność - największą
wartość jednostek Haugha i wysokość białka stwierdzono w jajach kur P55 w 26 tygodniu
życia. Wyższa wartość jednostek Haugha, które służą do oceny konsystencji białka i są ściśle
skorelowane z logarytmem wysokości białka skorygowanym na masę jaja [Świerczewska,
1997], a także większa wysokość białka w jajach z początkowej fazy nieśności mogą
świadczyć o ich korzystniejszych cechach. W przeprowadzonym doświadczeniu wiek niosek
miał wpływ na jakość białka jaja. Według Michalak i Mróz [2003] wraz z wiekiem kur
następuje pogorszenie jakości białka co zostało zaobserwowane również w doświadczeniu
własnym. Czaja i Gornowicz [2006] stwierdziły jaśniejsze wybarwienie żółtka w jajach
pochodzących od niosek towarowych po szczycie nieśności, wyrażone jednostkami La
Roche’a, co zaobserwowano również w jajach kur P55 pochodzących z drugiego okresu
nieśności. Jedną z najważniejszych cech zewnętrznych jaj kurzych jest jakość skorupy
[Sokołowicz i Krawczyk 2004, Kamińska i Skraba 1992] . Jakość skorupy jaja jest wynikiem
oddziaływania czynników genetycznych, temperatury otoczenia, żywienia oraz zdrowotności
niosek [Roland i Bryand 2000]. W pierwszym jak i drugim badanym okresie nieśności nie
stwierdzono istotnych różnic w gęstości, grubości i wytrzymałości skorupy jaj, na uwagę
zasługuje wysoki współczynnik zmienności wytrzymałości skorupy. Nie stwierdzono spadku
225
TOM III.indd 225
3/9/12 4:49 AM
Michał Dudek, Andrzej Rabsztyn
intensywności barwnika w skorupach jaj starzejących się kur w przeciwieństwie do wyników
uzyskanych przez Sokołowicz i Krawczyk [2004]. Wyczerpanie barwnika skorupy jaj może
być związane z wiekiem, ale tylko u niektórych grup genetycznych [Michalak i Mróz, 2003].
Ciemna barwa skorupy jaj kur P55, pozwala sądzić, iż mogą się one cieszyć większym
zainteresowaniem ze strony rodzimych konsumentów poszukujących jaj o intensywnie
ciemno-brązowej barwie skorupy [Świerczewska, 1997].
Podsumowując przeprowadzone badania można stwierdzić, że jaja pochodzące od kur
P55 różnią się pod względem niektórych istotnych cech w zależności od wieku niosek.
Największe jaja znosiły kury na końcu nieśności. Nie odnotowano istotnych różnic
w barwie skorupy jaj pochodzących od niosek zarówno w 26 jak i 50 tygodniu życia.
Największą wartość jednostek Haugha oraz wysokości białka stwierdzono w jajach kur
P55 w 26 tygodniu życia, co świadczy o ich wyższej wartości konsumpcyjnej.
Literatura
Brzóska F., Koreleski J., Herbut E. (2000). Środowisko a jakość produktów pochodzenia zwierzęcego.
Rocz. Nauk. Zoot., Supl., 4: 17-61
Czaja L., Gornowicz E. ( 2006 ). Wpływ genomu oraz wieku kur na jakość jaj spożywczych. Rocz.
Nauk. Zoot., T. 33, z. 1 ( 2006 ) 59-70.
Dziadek K. ( 2002). Dzień dzisiejszy hodowli drobiu w Polce - aktualne problem. www.ppr.pl/
artykul-dr-hab-krystian-dziadek-725.php z dnia 21.01.2011 r.
Kamińska B., Skraba B (1992). Changes in egg shell quality during the first year of laying in hens.
Journal of Animal and Feed Sciences, 1, 51-58.
Jarek H., Kałużna I., Koźlecka M., Wencek E. (2010). Wyniki oceny wartości użytkowej drobiu w
2009 roku. Krajowa Rada Drobiarstwa – Izba Gospodarcza w Warszawie, 6.
Krawczyk J., Wężyk S., Połtowicz K., Cywa-Benko K.,Calik J., Fijał J. ( 2005). Wpływ systemów
utrzymania kur ras rodzimych na jakość jaj w początkowym okresie nieśności. Rocz. Nauk.
Zoot., T 32, z.1,129-140.
Michalak K., Mróz E. (2003). Jakość białka jaja. Polskie Drobiarstwo. Nr 4, 9.
Michalak K., Mróz E. (2003). Jakość skorupy jaja. Polskie Drobiarstwo. Nr 5, 9.
Roland D.A., Bryant M. (2000). Nutrition and feeding for optimum egg shell quality. XXI Worlds
Poultry Congress, Montreal, Kanada 20-24.IX., ss 1.
Romanov M.N. (1995) Qualitative and quantitative egg characteristics in laying hens of different genotype.
VI European Symposium on the Quality of Eggs and Egg Products, Hiszpania, pp. 203-206.
Sokołowicz Z., Krawczyk J. (2004). Wpływ wieku kur i wielkości obsady na jakość jaj spożywczych.
Rocz. Nauk. Zoot., T. 31, z. 1, 103-113.
Świerczewska E. ( 1997). Białe czy brązowe? Polskie Drobiarstwo. Nr 11,12.
Wężyk S. ( 2003). Aktualny stan produkcji jaj w Polsce. www.ppr.pl/artykul-aktualny-stanprodukcji-jaj-w-polsce-63219.php z dnia 21.01.2011 r.
Adres do korespondencji:
Michał Dudek
Katedra Hodowli Drobiu , Zwierząt Futerkowych i Zoohigieny
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail: mtdudek op.pl
226
TOM III.indd 226
3/9/12 4:49 AM
Jadwiga Flaga
A. Rorat
P. Górka
Z.M. Kowalski
R. Zabielski
EPISTEME
12/2011, t. II
s.227-230
ISSN 1895-4421
WSTĘPNE WYNIKI BADAŃ NAD WPŁYWEM WIEKU I RODZAJU PASZY PŁYNNEJ
NA EKSPRESJĘ mRNA RECEPTORÓW INSULINY W DWUNASTNICY CIELĄT
Preliminary results of effect of age and type of feed for liquid
mRNA expression of insulin receptors in the duodenum CALVES
Abstrakt: Jednym z podstawowych hormonów regulujących rozwój przewodu pokarmowego cieląt
w okresie neonatalnym jest insulina. Celem niniejszej pracy było zbadanie poziomu ekspresji mRNA
obu izoform receptora insuliny (IR-A i IR-B) w dwunastnicy cieląt w zależności od wieku oraz
rodzaju skarmianej paszy płynnej. Trzydzieści buhajków w wieku 5 dni rozdzielono losowo do 5 grup
doświadczalnych. Cielęta grup 2., 3. i 4. żywiono preparatem mlekozastępczym, a następnie ubijano.
Cielęta pierwszych czterech grup poddano ubojowi w 5. (grupa 1), 12. (grupa 2), 19. (grupa 3) oraz
26. dniu życia (grupa 4). Piątą grupę żywiono mlekiem pełnym i poddano ubojowi w 26. dniu życia
(grupa 5). Ekspresję mRNA IR-A oraz IR-B określono w próbkach tkanek pobranych z dwunastnicy,
przy użyciu półilościowej techniki RT-PCR. Ekspresja mRNA IR-A w dwunastnicy zmniejszała się
istotnie wraz z wiekiem cieląt (P<0,05), podczas gdy ekspresja mRNA IR-B zmniejszała się do 12. dnia
życia (P<0,10), a następnie rosła. Nie stwierdzono wpływu rodzaju paszy płynnej na ekspresję badanych
izoform receptora insuliny.
Słowa kluczowe: przewód pokarmowy, rozwój, bioaktywne peptydy
Summary: One of the primary hormones regulating the development of the digestive tract in calves in
the neonatal stage is insulin. The aim of the present research was to determine the expression level of
mRNA in both isoforms of insulin receptor (IR-A i IR-B) in the duodenum of calves, depending on the
age and the kind of liquid feed. Thirty bulls aged 5 were randomly divided into 5 experimental groups.
The calves in group 2, 3 and 4 were fed on milk substitute, and later on slaughtered. The calves from
the first four groups were slaughtered on the 5th day (Group 1), 12th day (Group 2), 19th day (Group
3) and 26th day (Group 4). The fifth group was fed on whole milk and was slaughtered on the 26th
day (Group 5). mRNA expressions of IR-A and IR-B were determined in tissue samples obtained from
the duodenum, using the semi-quantitative RT-PCR procedure. The mRNA expression of IR-A in the
duodenum decreased as the calves grew (P<0,05), while the mRNA expression of IR-B decreased until
the 12th day (P<0,10), and later on rose. The influence of the kind of liquid feed on the expression of the
examined isoforms of insulin receptor was not diagnosed.
Key words: digestive tract, development, bioactive peptides
227
TOM III.indd 227
3/9/12 4:49 AM
J. Flaga, A. Rorat, P. Górka, Z.M. Kowalski, R. Zabielski
Wstęp
Insulina jest jednym z ważniejszych hormonów mających wpływ na regulację rozwoju
przewodu pokarmowego. Wykazano, że stymuluje proliferację i dojrzewanie enterocytów,
a także różnicowanie komórek nabłonka jelitowego (Jehle i in. 1999; Georgiev i in.,
2003). Warunkiem zapoczątkowania działania insuliny jest jej związanie ze specyficznym
receptorem (IR). W wyniku alternatywnego składania, na matrycy genu powstaje krótka (IRA) i długa (IR-B) forma receptora. Obie izoformy zostały zidentyfikowane u bydła (Neuvians
i in., 2003; Ontsouka E.C. i in., 2004). Obecność receptorów insuliny wykazano także u
nowonarodzonych cieląt (Liu i in., 2009). Brak jest jednak danych dotyczących ekspresji
mRNA poszczególnych izoform receptora. Przypuszczamy, że ekspresja mRNA IR-A oraz
IR-B może się zmieniać w zależności od wieku cieląt.
Insulina, podobnie jak hormon wzrostu oraz insulinopodobne czynniki wzrostowe (IGF),
występuje w dużych ilościach w siarze oraz mleku pełnym (Hammon i Blum, 2002; Roffler
i in., 2003; Donovan i in., 2004). Preparaty mlekozastępcze są natomiast praktycznie
pozbawione bioaktywnych peptydów, a więc i insuliny (Blättler i in., 2001). Stąd celem
niniejszych badań było również określenie wpływu rodzaju stosowanej paszy płynnej (mleka
pełnego lub preparatu mleko zastępczego) na ekspresję mRNA obu izoform receptora insuliny.
Przewidujemy, że brak insuliny w preparacie mlekozastępczym wpłynie na ekspresję mRNA
jej receptorów.
Materiał i metody
Do doświadczenia wybrano 30 cieląt, buhajków rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej oraz jej
mieszańców z rasą Limousine, będących w 5. dniu życia. Zwierzęta zostały losowo rozdzielone
do 5 grup doświadczalnych, po 6 cieląt w każdej. Grupy doświadczalne różniły się wiekiem
uboju cieląt oraz rodzajem skarmianej paszy płynnej. Pierwszą grupę stanowiły cielęta, które
poddano ubojowi w 5. dniu życia (grupa 1), tj. w momencie rozpoczęcia doświadczenia.
Kolejne trzy grupy przebywały w doświadczeniu do ukończenia 12. (grupa 2), 19. (grupa 3)
oraz 26. dnia życia (grupa 4). Cielęta tych grup żywiono preparatem mlekozastępczym. Piątą
grupę żywiono mlekiem pełnym i poddano ubojowi w 26. dniu życia (grupa 5).
Po uboju wypreparowano przewód pokarmowy. Ze środkowego odcinka dwunastnicy
pobrano pełnej grubości próbki tkanek, z których metodą Chomczynskiego wyizolowano
całkowite RNA (Chomczyński i Sacchi, 1987). Metodą sqRT-PCR oznaczono ekspresję
mRNA IR-A oraz IR-B (Neuvians i in., 2003; Pfaffl i in., 2002; EMBL, IR-A Acc. No.
AJ488553, IR-B Acc. No. AJ320235). Jako kontrolę wewnętrzną przyjęto ekspresję mRNA
β-aktyny (ACTB) (Moore i in., GenBank no. BC142413.1). Wyniki analizowano w dwóch
układach statystycznych. Układ pierwszy obejmował grupę 1, 2, 3 i 4, a liniowe i nieliniowe
zmiany (trendy) ekspresji mRNA wybranych genów wraz z wiekiem cieląt badano w oparciu
o kontrasty wielomianowe (L – liniowy, K – kwadratowy, SZ - sześcienny). Dodatkowo
porównania rozwoju poszczególnych odcinków przewodu pokarmowego w dniach 12., 19.
i 26. w stosunku do 5. dnia życia cieląt dokonano przy użyciu kontrastów ortogonalnych.
W drugim układzie statystycznym za pomocą jednoczynnikowej analizy wariancji
porównywano grupy różniące się rodzajem skarmianej paszy płynnej (grupa 4 i 5). W modelu
statystycznym uwzględniono efekt grupy i rasy cieląt. Wyniki przy prawdopodobieństwie
P<0,05 deklarowano jako istotne, a P<0,10 interpretowano jako tendencję. Analizę statystyczną
przeprowadzono za pomocą procedury GLM programu statystycznego SAS (2001).
228
TOM III.indd 228
3/9/12 4:49 AM
Wstępne wyniki badań nad wpływem wieku i rodzaju paszy płynnej...
WyniKi i dySKuSjA
Ekspresja mRNA IR-A w dwunastnicy zmniejszała się istotnie wraz z wiekiem cieląt
(P<0,05; Ryc. 1). Z kolei ekspresja mRNA długiej formy receptora insuliny (IR-B) miała
tendencję do zmniejszania się do 12. dnia życia (P<0,10), aby następnie wzrosnąć do
poziomu podobnego do obserwowanego w 5. dniu życia, wykazując tendencję do trendu
kwadratowego (K, P=0,08).
Nie stwierdzono wpływu rodzaju paszy płynnej (mleka pełnego oraz preparatu
mlekozastępczego) na ekspresję badanych izoform receptora insuliny (dane nieprezentowane).
Obecność mRNA dla obu form receptora insuliny w dwunastnicy wskazuje na ich istotną
rolę w procesie rozwoju przewodu pokarmowego cieląt. Spadek ilości mRNA IR-A może
sugerować, że wraz z wiekiem zmniejsza się znaczenie tej formy receptora w odpowiedzi
tkanek na krążącą obwodowo insulinę.
Zaobserwowano, że do 19. dnia życia ilość transkryptu dla formy IR-A była większa niż
dla formy IR-B, natomiast w dniu 26. sytuacja uległa odwróceniu, co może wskazywać na
rosnącą wraz z wiekiem cieląt rolę IR-B.
Brak różnic w ekspresji obu izoform receptora insuliny pomiędzy cielętami żywionymi
mlekiem pełnym lub preparatem mlekozastępczym wskazuje przede wszystkim na
ontogenetyczną regulację ich ekspresji. Wydaje się więc, że brak insuliny w preparatach
mlekozastępczych nie odgrywa istotnej roli w regulacji ekspresji jej receptorów.
Ryc. 1. Wpływ wieku cieląt żywionych preparatem mlekozastępczym na ekspresję mRNA receptorów
insuliny (IR-A oraz IR-B) względem genu referencyjnego (ACTB) w próbkach pochodzących z
dwunastnicy; *P<0.10, **P<0.05 w porównaniu do 5. dnia życia
Wnioski
Ekspresja mRNA krótkiej i długiej formy receptora insuliny w dwunastnicy zmienia się wraz
z wiekiem cieląt. Rodzaj skarmianej paszy nie ma wpływu na poziom tej ekspresji.
229
TOM III.indd 229
3/9/12 4:49 AM
J. Flaga, A. Rorat, P. Górka, Z.M. Kowalski, R. Zabielski
Literatura
Blättler U., Hammon H.M., Morel C., Philipona C., Rauprich A., Romé V., Le Huërou-Luron
I., Guilloteau P., Blum J.W. 2001. Feeding colostrum, its composition and feeding duration
variably modify proliferation and morphology of the intestine and digestive enzyme activities of
neonatal calves. J. Nutr., 131: 1256-1263
Chomczyński P.; Sacchi N. 1987. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium
thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal. Biochem., 162: 156-159
Donovan S.M., Hartke J.L., Monaco M.H. and Wheeler M.B. 2004. Insulin-like growth factor-I and
piglet intestinal development. J. Dairy Sci., 87: 47-54
Georgiev I.P., Georgieva T.M., Pfaffl M., Hammon H.M., Blum J.W. 2003. Insulin-like growth factor
and insulin receptors in intestinal mucosa of neonatal calves. J. Endocrinol., 176: 121-132
Hammon H.M., Blum J.W. 2002. Feeding different amounts of colostrums or only milk replacer
modify receptors of intestinal insulin-like growth factors and insulin in neonatal calves. Domest.
Anim. Endocrinol., 22: 155-168
Jehle P.M., Fussgaenger R.D., Blum W.F., Angelus N.K., Hoeflich A., Wolf E., Jungwirth R.J. 1999.
Differential autocrine regulation of intestinal epithelial cell proliferation and differentiation by
insulin-like growth factor (IGF) system component. Horm. Metab. Res., 31: 97–102
Liu G.W., Zhang Z.G., Zhu X.L., WangZ., Xia C., Xu C. 2009. A note on the distribution of insulin
receptor mRNA in tissues of neonatal Holstein calves. J. Anim. Feed Sci., 18: 613–619
Neuvians T.P., Pfaffl M.W., Berisha B., Schams D. 2003. The mRNA expression of insulin receptor
isoforms (IR-A and IR-B) and IGFR-2 in the bovine corpus luteum during the estrous cycle,
pregnancy, and induced luteolysis. Endocrine, 22: 93–99
Ontsouka E.C., Philipona C., Hammon H.M., Blum J.W., 2004. Abundance of mRNA encoding for
components of the somatotropic axis and insulin receptor in different layers of the jejunum and
ileum of neonatal calves J. Anim. Sci., 82:3181–3188
Pfaffl M.W., Georgieva T.M., Georgiev I.P., Ontsouka E., Hageleit M., Blum J.W. 2002. Real-time
RT-PCR quantification of insulin-like growth factor (IGF)-1, IGF-1 receptor, IGF-2, IGF-2
receptor, insulin receptor, growth hormone receptor, IGF-binding proteins 1, 2 and 3 in the
bovine species. Domest. Anim. Endocrinol., 22: 91-102
Roffler B., Fäh A., Sauter S.N., Hammon H.M., Gallmann P., Brem G., Blum J.W. 2003. Intestinal
morphology, epithelial cell proliferation, and absorptive capacity in neonatal calves fed milkborn insulin-like growth factor-I or a colostrum extract. J. Dairy Sci., 86: 1797-1806
SAS, 2002. The SAS System Version 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA
Adres do korespondencji:
Jadwiga Flaga
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Żywienia Zwierząt i Paszoznawstwa
al. Mickiewicza 24/28, 30-120 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Zygmunt Maciej Kowalski
230
TOM III.indd 230
3/9/12 4:49 AM
Arkadiusz Szałata
A. Karpowicz
J.B. Pyś
EPISTEME
12/2011, t. II
s.231-235
ISSN 1895-4421
Wpływ dodatku absorbentów soku oraz bakterii mlekowych i
enzymów na skład chemiczny i stabilność tlenową kiszonek z
młóta browarnianego
The effect of effluent absorbents, lactic acid bacteria and
enzymes addition on chemical composition and aerobic
stability of wet brewers grain silages
Abstrakt: Młóto browarniane (sucha masa - 255,3 g⋅kg-1) zakiszano bez dodatku - M lub z dodatkiem: otrąb
pszennych (125 g⋅kg-1 młóta) - MOP; śruty jęczmiennej (125 g⋅kg-1 młóta) - MSJ; inokulantu bakteryjnoenzymatycznego (Lactobacillus plantarum, L. lactis, Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus 2,0×105 jtk·g-1 młóta; celulaza i hemicelulaza - 0.039 IU·g-1 młóta) - M/BE; otrąb pszennych i inokulantu
bakteryjno-enzymatycznego - MOP/BE; śruty jęczmiennej i inokulantu bakteryjno-enzymatycznego – MSJ/
BE. Dodatek śruty jęczmiennej lub otrąb pszennych (zarówno bez, jak i z dodatkiem bakterii i enzymów)
spowodował wzrost zawartości skrobi i węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie oraz zmniejszenie
zawartości białka ogólnego i frakcji włókna NDF i ADF, a także wpłynął na istotne zwiększenie
intensywności pożądanego kierunku fermentacji w sporządzonych kiszonkach. Wszystkie zastosowane
dodatki, a w szczególności otręby pszenne lub śruta jęczmienna w kompozycji z inokulantem bakteryjnoenzymatycznym, wpłynęły na zwiększenie stabilności tlenowej kiszonek.
Słowa kluczowe: młóto browarniane, kiszonki, absorbenty soku, stabilność tlenowa
Summary: Fermentation quality, nutrients content and aerobic stability of silages made from wet
brewers grain was determined in this study. Fresh wet brewers grain (255.3 g⋅kg-1 of dry matter) was
ensiled without or with the addition of: lactic acid bacteria and enzymes or ground barley grain or
wheat bran (125 g⋅kg-1 of wet brewers grain) or ground barley grain or wheat bran (125 g⋅kg-1 of wet
brewers grain) with bacterial-enzymatic inoculant. Wet brewers grain silages with the addition of effluent
absorbents were ensiled with Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactis, Enterococcus faecium and
Pediococcus pentosaceus bacteria (2.0×105 cfu·g-1 of mixture) and with enzymes addition: cellulase
and hemicellulase (0.039 IU·g-1 of mixture). Addition of ground barley grain and wheat bran (125 g⋅kg-1
of mixture) or lactic acid bacteria and enzymes to ensiled mixtures resulted in increased intensity of
desirable type of fermentation in silages. Decreased crude and true protein content, crude fiber content,
NDF and ADF content, and significantly increased level of water soluble carbohydrates and starch in
silages with wheat bran or ground barley both without and with addition of lactic acid bacteria and
enzymes was observed. All additives used, together or separately, decreased aerobic spoilage of silages
during the aerobic exposure. The longest period of aerobic stability was obtained by ensiling wet brewers
grain silages with the addition of wheat bran or ground barley grain with lactic acid bacteria and enzymes.
Key words: wet brewers grain, silage, effluent absorbents, aerobic stability
231
TOM III.indd 231
3/9/12 4:49 AM
A. Szałata, A. Karpowicz, J.B. Pyś
Wstęp
Młóto jest produktem ubocznym powstającym podczas filtracji brzeczki w procesie warzenia
piwa, zawierającym łuskę słodu oraz części nierozpuszczalne w wodzie. Młóto jest bardzo
dobrą paszą dla bydła, zwłaszcza jako uzupełnienie dawek pokarmowych, których głównym
komponentem jest kiszonka z całych roślin kukurydzy lub z wysłodków buraczanych
[Westendorf 2002]. Świeże młóto bardzo szybko ulega zepsuciu i dlatego przy dłuższym
przechowywaniu wymaga zakonserwowania. Suszenie jest nieopłacalne ekonomicznie
[Podkówka 2006], natomiast kiszenie młóta jest utrudnione z uwagi na obniżoną, w wyniku
procesu technologicznego, populację bakterii kwasu mlekowego. Niekorzystną cechą
młóta jest również niska zawartość węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie oraz duża
zawartość wody powodująca wyciek soku podczas zakiszania [Offer i in. 1991]. Poprawę
jakości procesu fermentacji podczas kiszenia młóta browarnianego można uzyskać poprzez
dodatek inokulantów bakteryjnych i enzymów oraz zbożowych absorbentów soku [Nishino
2003]. Celem badań było określenie wpływu dodatku bakterii mlekowych i enzymów
celulolitycznych oraz śruty jęczmiennej lub otrąb pszennych do zakiszanego młóta na skład
chemiczny oraz stabilność tlenową uzyskanych kiszonek.
Materiał i metody
W doświadczeniu młóto świeże zakiszano bez dodatku - M oraz z dodatkiem: otrąb pszennych
(125 g·kg-1 młóta) - MOP; śruty jęczmiennej (125 g·kg-1 młóta) – MSJ; inokulantu bakteryjnoenzymatycznego (BE) - M/BE; otrąb pszennych i BE - MOP/BE; śruty jęczmiennej
i BE - MSJ/BE. Preparat bakteryjno-enzymatyczny zawierał bakterie kwasu mlekowego (L.
plantarum, L. lactis, E. faecium i P. pentosaceus - 2,0×105 jtk·g-1 młóta lub mieszaniny) oraz
enzymy (celulazę i hemicelulazę - 0,039 IU·g-1 młóta lub mieszaniny). Kiszonki sporządzono
w mikrosilosach szklanych o pojemności 1l i przechowywano przez okres 60 dni, w
pomieszczeniu o temperaturze 15ºC.
W reprezentatywnych próbkach kiszonek, pobranych bezpośrednio po otworzeniu mikrosilosów,
oznaczono pH (pehametr N-517) oraz zawartość N-NH3 metodą destylacyjną Conway’a [Skulmowski
1974]. W wodnych wyciągach z kiszonek oznaczono zawartość etanolu oraz kwasów organicznych –
mlekowego, octowego i masłowego, stosując metodę chromatografii gazowej, przy pomocy aparatu
Varian Star 3400 CX (detektor FID, kolumna kapilarna DB-FFAP, argon jako gaz nośny).
W próbkach kiszonek, pobranych bezpośrednio po otworzeniu mikrosilosów, oznaczono
zawartość suchej masy stosując metodę suszarkową, w temperaturze 105oC przez okres 24 godzin.
Próbki kiszonek przeznaczone do dalszych analiz chemicznych suszono w suszarce owiewowej,
w temperaturze 50oC przez okres 48 godzin, a następnie zmielono na cząstki o średnicy 1,0 mm.
W tak przygotowanych próbkach oznaczono zawartość: włókna surowego [AOAC, 2007]; białka
ogólnego (% N ogólnego × 6,25) według metody Kjeldahla [AOAC, 2007]; białka właściwego
(% N-białkowego × 6,25) według Licitry i in. [1996]; skrobi według metody Faisanta i in. [1995];
węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie metodą kolorymetryczną [Dubois i in., 1956]; frakcji
włókna NDF, ADF i ADL stosując metody Goeringa i Van Soesta [1970] oraz Van Soesta i in.
[1991]. Stabilność tlenową kiszonek testowano przez okres 7 dni według metody Honiga [1985,
1990]. Miarą stabilności tlenowej była liczba godzin, podczas których temperatura kiszonek
poddanych ekspozycji tlenowej nie przekraczała o 2ºC temperatury otoczenia w pomieszczeniu
klimatyzowanym [Honig 1985, 1990]. Analizę statystyczną wyników analiz chemicznych oraz
testu stabilności tlenowej kiszonek z młóta wykonano z wykorzystaniem jednoczynnikowej
analizy wariancji oraz testu Tukey`a za pomocą programu SAS 9.1 [SAS 2004].
232
TOM III.indd 232
3/9/12 4:49 AM
Wpływ dodatku absorbentów soku oraz bakterii mlekowych i enzymów...
Wyniki i dyskusja
Parametry jakości fermentacji, zawartość składników pokarmowych oraz stabilność tlenową
kiszonek z młóta przedstawiono w tab. 1. Kiszonki sporządzone z zastosowanymi dodatkami
charakteryzowały się istotnie (P<0,05) mniejszym pH od 3,57 do 3,75, w porównaniu
z pH 4,20 w kiszonce M. Wynikało to z istotnie (P<0,05) większej zawartości kwasów
organicznych w kiszonkach z tymi dodatkami. Największa ilość etanolu, niepożądanego
produktu fermentacji, występowała w kiszonce M - 3,5 g·kg-1s.m., natomiast najmniejsza
w kiszonkach MOP/BE - 0,6 i MBE - 0,7 g·kg-1s.m. Kiszonki MBE i MOP/BE zawierały
ponadto największą ilość kwasów organicznych, co mogło najskuteczniej ograniczać
działalność drożdży, rozkładających węglowodany rozpuszczalne w wodzie do etanolu.
Najmniejszą ilość N-NH3, produktu niepożądanego rozkładu białka ogólnego [Wilkinson
2005], stwierdzono w kiszonkach MSJ/BE - 9,2 i MBE – 9,8 g·kg-1 N-ogólnego. Kiszonka M
zawierała najmniejszą ilość kwasu mlekowego - 11,5 g·kg-1s.m. W kiszonkach MSJ, M/BE
i MSJ/BE ilość tego kwasu była 4-5.krotnie, natomiast w MOP i MOP/BE 6-8.krotnie większa.
Tak duży wzrost ilości kwasu mlekowego w tych kiszonkach wynikał ze wzbogacenia młóta
świeżego w węglowodany rozpuszczalne w wodzie, będące substratem pokarmowym dla
bakterii fermentacyjnych [Salamon i in. 2004] oraz zwiększenia populacji bakterii mlekowych
w zakiszanych surowcach [Henderson 1993]. Zakiszanie młóta świeżego z zastosowanymi
dodatkami wyeliminowało fermentację masłową w kiszonkach. Kwas masłowy, najbardziej
niepożądany produkt fermentacji, występował tylko w kiszonkach M.
Zakiszanie młóta świeżego z dodatkiem otrąb pszennych lub śruty jęczmiennej, bez lub w
kompozycji z inokulantem bakteryjno-enzymatycznym, wpłynęło na zmniejszenie (P<0,05)
zawartości białka ogólnego i właściwego w kiszonkach. Wynikało to zapewne z mniejszej
ilości tych składników w mieszaninach młóta świeżego z zastosowanymi absorbentami
soku. Dodatek do zakiszanego młóta otrąb pszennych lub śruty jęczmiennej, w kompozycji
z inokulantem bakteryjno-enzymatycznym, wpłynął na zmniejszenie (P<0,05) zawartości
NDF i ADF w kiszonkach. Mniejsza zawartość tych frakcji była efektem rozkładu celulozy
i hemicelulozy przez enzymy celulolityczne, wchodzące w skład zastosowanego inokulantu
bakteryjno-enzymatycznego. Na takie działanie tego rodzaju enzymów wskazywano we
wcześniejszych badaniach Pysia i Karpowicz [2007]. Kiszonka M zawierała najmniejszą
ilość węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie - 5,0 g·kg-1s.m. Zawartość tego składnika w
kiszonkach MOP i MSJ była 2-3.krotnie, a w MBE, MOP/BE i MSJ/BE 6-8.krotnie większa.
Najmniejszą zawartością skrobi – 39,8 i 40,6 g·kg-1s.m. charakteryzowały się kiszonki M i
MBE, co wynikało z niewielkiej jej ilości w młócie świeżym. W pozostałych kiszonkach
ilość tego składnika była większa (P<0,05) i wynosiła: MOP i MOP/BE - 64,9 i 66,6 g·kg1
s.m. oraz MSJ i MSJ/BE - g·kg-1s.m.
Okres stabilności tlenowej kiszonki M wynosił tylko 38 godzin. Zakiszanie młóta świeżego
z zastosowanymi dodatkami wpłynęło na istotne (P<0,05) zwiększenie ich odporności na rozkład
tlenowy. Kiszonki MBE, MOP, MSJ, MOP/BE i MSJ/BE były stabilne tlenowo odpowiednio
przez okres 51, 63, 70, 76 i 81 godzin. Zwiększenie odporności tych kiszonek na rozkład
tlenowy było efektem znacznego zwiększenia fermentacji mlekowej i octowej oraz ograniczenia
fermentacji alkoholowej podczas zakiszania mieszanin młóta z zastosowanymi dodatkami.
233
TOM III.indd 233
3/9/12 4:49 AM
A. Szałata, A. Karpowicz, J.B. Pyś
Wnioski
Zakiszanie młóta świeżego z dodatkiem absorbentów soku w postaci otrąb pszennych
lub śruty z ziarna jęczmienia zarówno bez, jak i w kompozycji z bakteriami mlekowymi
i enzymami celulolitycznymi, pozwoliło na istotną poprawę jakości fermentacji w zakiszanej
biomasie oraz uzyskanie kiszonek o wysokiej odporności na rozkład tlenowy w warunkach
penetracji powietrza.
Wyszczególnienie
Rodzaj kiszonki
M
MOP
MSJ
MBE
MOP/BE
MSJ/BE
Sucha masa (g·kg )
246,1 b
311,2 a
316,6 a
236,2 b
309,2 a
310,1 a
pH
4,20 a
3,63 c
3,75 b
3,59 d
3,57 d
3,64 c
N-NH3 (g·kg-1
N-ogólnego)
13,8 b
15,5 a
13,2 d
9,8 d
14,0 b
9,2 c
-1
(g·kg-1 s.m.)
Etanol
3,5 a
1,5 c
1,9 b
0,7 e
0,6 e
1,1 c
Kwas mlekowy
11,5 e
71,8 b
39,4 d
62,7 b
91,1 a
50,4 c
Kwas octowy ?(9(??(??)
(??) (??) (??)
12,5 d
11,7 d
14,5 c
19,3 b
27,0 a
22,5 b
Kwas masłowy
3,0 a
0,0 b
0,0 b
0,0 b
0,0 b
0,0 b
Białko ogólne
292,7 a
263,1 b
252,7 b
293,7 a
268,8 b
250,0 b
Białko właściwe
281,5 a
215,9 c
224,4 b
287,4 a
213,3 c
217,6 c
NDF 1
608,5 a
568,5 b
511,1 c
482,4 d
468,3 d
422,1 e
ADF 2
345,5 a
295,7 b
304,9 b
305,1 b
266,8 c
264,5 c
WSC 3
5,0 e
12,1 d
17,2 c
43,4 a
30,7 b
38,0 a
Skrobia
40,6 c
64,9 b
182,2 a
39,8 c
66,6 b
190,0 a
Stabilność tlenowa (godz.)
38 d
63 b
70 b
51 c
76 a
81 a
Tab. 1. Parametry jakości fermentacji, zawartość składników pokarmowych oraz stabilność tlenowa
kiszonek z młóta, NDF 1 – włókno detergentowe neutralne; ADF 2 – włókno detergentowe kwaśne;
WSC 3 – węglowodany rozpuszczalne w wodzie; Wartości w wierszach oznaczone literami a, b, c, d, e
różnią się istotnie P<0,05.
234
TOM III.indd 234
3/9/12 4:49 AM
Wpływ dodatku absorbentów soku oraz bakterii mlekowych i enzymów...
Literatura
AOAC. 2007. Official Methods of Analysis of AOAC International. 18th Edition 2005. Current through
Revision 2, 2007 (Ed. W. Horowitz and G. W. Latimer, Jr), AOAC Int., Gaithersburg, Maryland, USA.
Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, J.K., Roberts, P.A., Smith, F. 1956. Colorimetric method for the
determination of sugars and related substances. Anal. Chem., 28: 350–360.
Faisant N., Planchot V., Kozlovski F., Pacouret M., Coloma P., Champ M. 1995. Resistant starch
determination adapted to products containing high level of resistant starch. Sci. Aliment., 15, 83-89.
Georing H., Van Soest P. 1970. Forage fiber analysis. USDA Agricultural Handbook, USA, 379, 1-20.
Henderson N. 1993. Silage additive. Anim. Feed Sci. Technol., 45, 35-56.
Honig H. 1990. Evaluation of aerobic stability. [w:] P. Lingvall and S. Lindgren (Ed.) Proceedings
Eurobac Conference, 12-16 August 1986. Sweden University of Agricultural Sciences. Grass and
Forage Raport, Uppsala, Sweden, No. 3-1990, 76-82.
Honig H. 1985. Determination of aerobic detoriation – System Völkenrode. Landbauforschung
Völkenrode, SH 2, 3.
Licitra G., Hernandez T.M., Van Soest P.J. 1996. Standarization of procedures for nitrogen fraction of
ruminal feeds. Anim. Feed Sci. Technol., 57, 347-358.
Nishino N., Harada H., Sakaguchi E. 2003. Evaluation of fermentation and aerobic stability of wet
brewers grains ensiled alone or in combination with various feeds as a total mixed ration. J. of the
Sci. and Agric., 83, 557-563.
Offer N.W., Chamberlain D.G., Kelly M. 1991. Management of silage effluent. Landbauforschung
Volkenrode, Sonder-heft, 123, 129-136.
Podkówka W. 2006. Pasza z browaru. Hoduj z Głową, 4, 29-30.
Pyś J.B., Karpowicz A. 2007. Młóto browarniane – najlepiej zakiszać. Twój Magazyn Farmerski, 10(10), 36-39.
Salamon A., Baca E., Zielińska K. 2004. Nowe możliwości zastosowania preparatów bakterii kwasu
mlekowego do kiszenia młóta słodowego i odpadów drożdży piwowarskich. Prace Instytutów
i Laboratoriów Badawczych Przemysłu Spożywczego, 59, 20-33.
SAS. 2004. SAS/STAT Users Guide (Release 9.1). SAS Inst. Inc. Cary, NC.
Skulmowski J. 1974. Metody określania składu pasz i ich jakości. PWRiL Warszawa.
Van Soest P.J., Robertson J.B., Lewis B.A. 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and
nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy Sci., 74, 3583-3597.
Westendorf M.L., Wolth J.E. 2002. Brewing by-products: their use as animal feeds. Vet. Clin. North Am.
Food Anim. Pract., 18, 233-252.
Wilkinson J.M. 2005. Silage. Chalcombe Publication, Lincoln, U.K.
Adres do korespondencji:
Arkadiusz Szałata
Katedra Żywienia Zwierząt i Paszoznawstwa,
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: J. B. Pyś
235
TOM III.indd 235
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 236
3/9/12 4:49 AM
Anna Barteczko
Z.M. Kowalski
EPISTEME
12/2011, t. II
s.237-242
ISSN 1895-4421
Ocena możliwości wykorzystania profilu metabolicznego
do przewidywania zaburzeń zdrowotnych u krów w okresie
okołoporodowym
The evaluation of the possible use of metabolic profile for
predicting health disorders in cows in the perinatal period
Abstrakt: Celem badań było określenie zależności pomiędzy kondycją krów oraz zawartością wybranych
wskaźników przemian energetycznych w surowicy krwi, a zdrowotnością zwierząt. Do doświadczenia
wykorzystano 132 krowy rasy HF, w okresie od 2 do 14 dni przed porodem (76 krów) oraz od 5 do 15 dni
po porodzie (56 krów). W surowicy krwi oznaczono stężenie kwasu β-hydroksymasłowego (BHBA) oraz
wolnych kwasów tłuszczowych (WKT). Kondycję krów oceniano w dniu pobrania krwi, w skali 5-cio
punktowej. Przez okres pierwszych 100 dni laktacji kontrolowano stan zdrowia zwierząt. Wykazano, że
ocena kondycji krów wraz z oznaczeniem stężenia wybranych wskaźników w surowicy krwi w ostatnich
2-14 dniach przed porodem oraz w pierwszych 5-15 dniach laktacji daje możliwość prognozowania
zaburzeń zdrowotnych z dobrą skutecznością.
Słowa kluczowe: laktacja, choroby metaboliczne, choroby infekcyjne, prognozowanie
Summary: The aim of the research was to determine the relation between the condition of cows, the
content of selected indicators of energy changes in blood serum and animals’ health. In the experiment
132 cows of the HF breed were used, in the period of 2-14 days before birth (76 cows), and 5-15 days
after birth (56 cows). In the blood serum the concentrations of beta-hydroxybutyric acid (BHBA) and
free fatty acids (FFA) were marked. The condition of the cows was assessed on the day of blood drawing,
on a 5-point scale. For the period of the first 100 lactation days, the animals’ health was monitored. It
was demonstrated that the evaluation of the cows’ condition along with the marking of the concentration
of selected indicators in the blood serum in the last 2-14 days before birth, as well as in the first 5-15
lactation days makes it possible to effectively predict health disorders.
Key words: lactation, metabolic diseases, infectious diseases, prognosing
237
TOM III.indd 237
3/9/12 4:49 AM
A. Barteczko, Z.M. Kowalski
WSTĘP
Najtrudniejszym okresem w żywieniu krów wysokowydajnych i jednocześnie krytycznym
ze względu na wysokie ryzyko pojawienia się chorób metabolicznych i infekcyjnych jest
okres okołoporodowy. Zdaniem Fergusson [1996] oraz Overton i Waldron [2004] zaburzenia
zdrowotne okresu okołoporodowego są wyrazem przekroczenia wydolności organizmu oraz
przeciążenia metabolicznego, związanego przede wszystkim ze zmianami hormonalnymi
powodującymi podporządkowanie organizmu procesowi laktacji.
Od wielu lat stosuje się szereg metod diagnostycznych, mających na celu jak najwcześniejsze
prognozowanie zaburzeń zdrowotnych u zwierząt. Jednym z elementów nowoczesnej kontroli
w stadach krów wysokowydajnych staje się obecnie określanie profilu metabolicznego krwi
[Kowalski i in. 2004].
Hipoteza niniejszej pracy, oparta na poglądach Herdt [2000] oraz Kowalskiego i in. [2004],
zakłada, że oznaczanie wybranych składników biochemicznych krwi, uzupełnione o ocenę
kondycji krów, pozwala na skuteczne prognozowanie przyszłych problemów zdrowotnych
okresu okołoporodowego.
Zgodnie z tą hipotezą celem niniejszej pracy było określenie przydatności oznaczania w
surowicy krwi pobranej od krów przed porodem (ostatnie 2-14 dni) i po porodzie (pierwsze
5- 15 dni laktacji), wybranych wskaźników przemian energetycznych oraz oceny kondycji
krów w przewidywaniu przyszłych chorób metabolicznych oraz infekcyjnych w okresie
pierwszych 100 dni laktacji.
MATERIAŁ I METODY
Doświadczenie przeprowadzono na 132 krowach rasy HF, w wieku od 4 do 9 lat,
pochodzących z obiektu hodowlanego Jarantowice, wchodzącego w skład Ośrodka Hodowli
Zarodowej Osięciny (OHZ Osięciny) sp. z o.o. Pobieranie krwi odbywało się w 8 terminach.
Krew pobierano wyłącznie od zwierząt wyglądających zdrowo (nie chorych), w okresie od 2.
do 14. dnia przed porodem (76 krów) oraz od 5. do 15. dnia po porodzie (56 krów), zgodnie
z zasadą, że zarówno z grupy krów zasuszonych, jak i krów w laktacji, w każdym terminie
pobrania krwi znalazło się około 10 krów. Pobrania krwi z żyły jarzmowej dokonywał lekarz
weterynarii zawsze około godziny 9.00.
W surowicy krwi oznaczano stężenie niezestryfikowanych, wolnych kwasów tłuszczowych
(WKT) - metodą enzymatyczną, kolorymetryczną, na automatycznym analizatorze CobasBio (ROCHE) z użyciem standardowych odczynników (WAKO Chemistry, USA, NEFA
C test Kit, ASC-ACOD Method) oraz kwasu β-hydroksymasłowego (BHBA) - metodą
enzymatyczną, kolorymetryczną na automatycznym analizatorze Cobas- Bio (ROCHE) z
użyciem standardowych odczynników („RANDOX”, RANBUT, Cobas MIRA, HANTPROD Warszawa).
Wszystkie krowy w dniu pobrania krwi poddano ocenie kondycji metodą BCS, zaadoptowaną
do polskich warunków przez Kowalskiego [2000].
Po każdym pobraniu krwi, wykorzystując program komputerowy OBORA, zebrano
informacje dotyczące potwierdzonych przez lekarza weterynarii przypadków chorób
infekcyjnych i metabolicznych, które wystąpiły w pierwszych 100 dniach laktacji. W obrębie
krów z przekroczoną normą dla badanych wskaźników biochemicznych krwi oraz kondycji
wyliczono ilość krów, które nie wykazały żadnych objawów chorobowych oraz ilość krów,
238
TOM III.indd 238
3/9/12 4:49 AM
Ocena możliwości wykorzystania profilu metabolicznego do przewidywania zaburzeń...
które zachorowały do 100 dnia po porodzie. Następnie w grupie krów z przekroczoną
normą wyliczono udział zwierząt, które zachorowały ogółem oraz na konkretną jednostkę
chorobową. Wnioskowanie o skuteczności prognozy na podstawie danego parametru krwi
oparto o procentowy udział krów chorych, w grupie krów z przekroczoną normą.
WYNIKI I DYSKUSJA
Wysokie wydajności krów z gospodarstwa OHZ Osięciny powinny predysponować je do
częstszej zapadalności na choroby metaboliczne, takie jak przemieszczenie trawieńca
czy ketoza [Oetzel 2004], jednak zachorowalność na poszczególne jednostki chorobowe
(mastitis, zaleganie poporodowe, lewe przemieszczenie trawieńca, zatrzymanie łożyska
oraz endometritis) u krów poddanych doświadczeniu nie była wysoka i nie przekraczała
dopuszczalnych norm przyjętych w literaturze. Wyniki te niewątpliwie świadczą o bardzo
dobrych warunkach żywieniowych i bytowych w gospodarstwie, w którym przeprowadzono
badanie. Były jednak utrudnieniem w weryfikacji przyjętej hipotezy.
Na wykresach przedstawiono procentowy udział krów chorych w ogólnej liczbie krów
„zasuszonych” (ryc.1) oraz krów „w laktacji” (ryc. 2) z przekroczoną normą kondycji oraz
stężenia wybranych parametrów w surowicy krwi.
Kondycja krów zasuszonych oscylowała średnio wokół 3.4 pkt. i tylko nieznacznie
przekraczała dopuszczalną normę. Odnotowano przy tym tendencję do przekraczania normy
kondycji wśród krów zdrowych (3.5 pkt.), w porównaniu do krów chorych (3.3 pkt.), co jest
trudne do wytłumaczenia (dane nieprezentowane).
Kondycja krów ocenianych w ostatnich 2-14 dniach przed porodem dość skutecznie
prognozowała zaburzenia zdrowotne, gdyż z 55 krów (72.4%), które wykazały przekroczenie
normy kondycji, 29.1% wykazało zaburzenia zdrowotne po porodzie. Na niekorzyść
przewidywalności analizy świadczył jednak fakt, że udział krów powyżej normy wśród
krów zdrowych (90.7%) był zdecydowanie wyższy niż w grupie krów chorych. Niemniej
jednak prawie połowa krów chorych (48.5%) wykazała przekroczenie normy kondycji (dane
nieprezentowane).
Wśród krów z przekroczoną normą kondycji przed porodem odnotowano najwyższą
zachorowalność na mastitis (27.3%). Obserwowano dodatkowo wysoką skuteczność prognozy
w przypadku krów z tą jednostką chorobową; 65.2% zwierząt miało przekroczoną normę
kondycji. Równie skutecznie prognozowane było zaleganie poporodowe oraz zatrzymanie
łożyska (odpowiednio 50 i 40% krów chorych przekroczyło normę; dane nieprezentowane).
Z kolei w grupie zwierząt ocenianych 5-15 dni po porodzie zdecydowanie mniej, bo tylko
9 (16.1%) krów przekroczyło dopuszczalną normę kondycji. Powodem może być fakt, że
po porodzie analizowano wyłącznie zwierzęta zdrowe, a więc nie wykazujące symptomów
utraty kondycji. Skuteczność prognozy w tej grupie była wysoka wyłącznie dla mastitis. U
44.4% krów z przekroczoną normą zdiagnozowano tą jednostkę chorobową.
WKT oraz BHBA są wskaźnikami przemian energetycznych. Ich wysoki poziom we krwi
świadczy o stanie niedoboru energetycznego oraz o rozpoczynającej się mobilizacji tłuszczu,
co zwiększa ryzyko stłuszczenia wątroby, ketozy lub przemieszczenia trawieńca [Kowalski
i in. 2004].
Z grupy krów zasuszonych z przekroczoną normą WKT, prawie połowa (46.7%) wykazała
zaburzenia zdrowotne do 100 dnia po porodzie, z największą tendencją do zapadalności
239
TOM III.indd 239
3/9/12 4:49 AM
A. Barteczko, Z.M. Kowalski
na mastitis. Zdaniem Dembińskiego i in. [2008] zatrzymanie łożyska wiąże się ściśle
z niedoborem energetycznym, czego odbiciem są wysokie wartości wskaźników przemian
energetycznych we krwi. Z kolei wystąpienie zatrzymania łożyska, którego następstwem są
zaburzenia w kurczliwości macicy, predysponuje krowy do zachorowalności na endometritis.
Powyższe założenia znalazły potwierdzenie w niniejszej pracy gdyż 40% krów chorych na
zatrzymanie łożyska i 33.3% krów ze zdiagnozowanym endometritis wykazało przekroczenie
normy na WKT (dane nieprezentowane).
Skuteczną prognozę zaburzeń występujących po porodzie, na podstawie stężenia BHBA
we krwi krów zasuszonych, odnotowano tylko w przypadku 22.2% zwierząt. Dodatkowo
w grupie krów chorych ponad 90% mieściło się w granicach fizjologicznej normy (dane
nieprezentowane).
Najwyższą skuteczność prognozy zaobserwowano u zwierząt chorych na endometritis (33.3%;
dane nieprezentowane), które miały najwyższy średni poziom BHBA w surowicy krwi,
mieszczący się jednak w granicach dopuszczalnej normy, co dodatkowo osłabia skuteczność
wykorzystania tego parametru w prognozowaniu schorzeń okresu okołoporodowego.
Zauważono dodatkowo, że wszystkie krowy z zaleganiem poporodowym miały stężenie
BHBA mieszczące się w granicach norm, co przekreśla ich użycie do prognozowania
omawianego zaburzenia.
Z grupy krów w laktacji z przekroczoną normą na WKT dość dużo, bo 33.3% wykazało
zaburzenia zdrowotne w pierwszych 100 dniach po porodzie, z wysoką tendencją do
zachorowalności na mastitis, jednak analiza ta była mniej skuteczna w porównaniu z grupą
krów zasuszonych. Zaobserwowano także ciekawą zależność między zapadalnością na
lewe przemieszczenie trawieńca, a poziomem WKT w surowicy krwi krów po porodzie.
Krowy chore charakteryzowały się bardzo wysokim poziomem WKT, ponad trzykrotnie
przewyższającym dopuszczalną normę (2.3 mmol/l), który w 100% prognozował wystąpienie
powyższego zaburzenia. Wysoki średni poziom WKT (1.2 mmol/l) dodatkowo skutecznie
przewidywał także zatrzymanie łożyska (dane nieprezentowane).
Zdaniem Duffield i LeBlanc [2009] podwyższony poziom BHBA w pierwszym tygodniu
laktacji ma większy wpływ na zdrowie krów niż jego stężenie w okresie zasuszenia.
W niniejszej pracy zaobserwowano podobną, wyraźną tendencję do wysokiego stężenia
BHBA wśród krów chorych. Z 18 krów w laktacji, które przekroczyły normę (32.1%), aż
50.0% zachorowało do setnego dnia po porodzie, zwłaszcza na mastitis.
Odnotowano ścisłą zależność między wysokim poziomem BHBA we krwi krów po
porodzie, a wystąpieniem przemieszczenia trawieńca. Krowy ze zdiagnozowanym lewym
przemieszczeniem trawieńca charakteryzowały się bardzo wysokim średnim stężeniem
BHBA we krwi (4.2 mmol/l; dane nieprezentowane), które prognozowało wystąpienie tego
zaburzenia w 100%. Pozwala to wnioskować o bardzo skutecznej prognozie powyższej
jednostki chorobowej na podstawie określenia poziomu wskaźników energetycznych u krów
analizowanych 5-15 dni po porodzie.
240
TOM III.indd 240
3/9/12 4:49 AM
Ocena możliwości wykorzystania profilu metabolicznego do przewidywania zaburzeń...
Ryc. 1. Procentowy udział krów chorych w
pierwszych 100 dniach laktacji, w ogólnej
liczbie krów zasuszonych z przekroczoną
normą kondycji oraz stężenia wybranych
parametrów w surowicy krwi.
Ryc. 2. Procentowy udział krów chorych w
pierwszych 100 dniach laktacji, w ogólnej
liczbie krów w laktacji z przekroczoną
normą kondycji oraz stężenia wybranych
parametrów w surowicy krwi.
WNIOSKI
W badaniu wykazano, że metoda oceny kondycji krów wraz z oznaczeniem stężenia
wybranych wskaźników w surowicy krwi w ostatnich 2-14 dniach przed porodem oraz
w pierwszych 5-15 dniach laktacji daje możliwość prognozowania zaburzeń zdrowotnych
w pierwszych 100 dniach laktacji z dobrą skutecznością. Najwyższą skuteczność prognozy
zaburzeń zdrowotnych stwierdzono dla WKT oznaczonego we krwi krów 2-14 dni przed
porodem oraz dla BHBA w 5-15 dniu laktacji, a najniższą dla BHBA w 2-14 dniu przed
porodem. Najwyższą skutecznością prognozy charakteryzowało się mastitis.
Przypuszczalnie skuteczność zastosowania profilu metabolicznego oraz oceny kondycji
do prognozowania zaburzeń zdrowotnych byłaby wyższa w gospodarstwach, które mają
większe problemy z zdrowiem krów.
241
TOM III.indd 241
3/9/12 4:49 AM
A. Barteczko, Z.M. Kowalski
LITERATURA
Dembiński J. M., Bzorska M., Bzorski A. 2008. Zatrzymanie łożyska u krów. Weterynaria w terenie 2: 20-22.
Duffield T. F., LeBlanc S. 2009. Interpretation of serum metabolic parameters around the transition
period. Proc. Southwest Nutrition and Management Conference, 106-114. Ferguson J. D. 1996.
Diet, production and reproduction in dairy cows. Anim. Feed Sci. Technol. 59: 173-184.
Herdt T. H. 2000. Variability characteristics and test selection in herd-level nutritional and metabolic
profile testing. Vet Clin. North Am. Food Anim. Pract. 16: 387-403.
Kowalski Z. M. 2000. Wpływ żywienia krów na występowanie chorób metabolicznych w oborach
mlecznych wysokowydajnych. Regionalne Centrum Doradztwa i Obszarów Wiejskich. KrakówWrocław-Poznań-Smolice, 27.10.2000.
Kowalski Z. M., Gontowicz I., Kapica R. 2004. Wykorzystanie profilu metabolicznego do oceny
prawidłowości żywienia krów mlecznych. Międzynarodowa Sesja Naukowa, Polanica Zdrój, 2526.06.2004, 59-63.
Oetzel G. R., 2004. Monitoring and testing dairy herds for metabolic disease. Vet Clin. North Am.
Food Anim. 20: 651-674.
Overton T. R., Waldron M. R., 2004. Nutritional management of transition dairy cows: strategies to
optimize metabolic health. J. Dairy Sci. 87 (E suppl.): 105-119.
Adres do korespondencji:
Anna Barteczko
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Katedra Żywienia Zwierząt i Paszoznawstwa
Al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Zygmunt M. Kowalski
242
TOM III.indd 242
3/9/12 4:49 AM
IV. AGROEKONOMIA I AGROTURYSTYKA
TOM III.indd 243
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 244
3/9/12 4:49 AM
Aldona Borowska
Krystyna Rejman
EPISTEME
12/2011, t. II
s.245-250
ISSN 1895-4421
SPEŁNIENIE OCZEKIWAŃ KONSUMENTÓW WOBEC OFERTY PIECZYWA
SZANSĄ DLA BRANŻY PIEKARSKIEJ
MEETING CONSUMER EXPECTATIONS AS THE OPPORTUNITY FOR BAKERY
SECTOR
Abstrakt: Celem pracy jest przedstawienie szans dla sektora piekarskiego w świetle oczekiwań
konsumentów wobec oferty pieczywa, z uwzględnieniem obserwowanych zmian popytu na te
produkty. Wykorzystano dane wtórne pochodzące z badań budżetów gospodarstw domowych GUS oraz
przeprowadzono własne badania ankietowe wśród 138 osób. Dane budżetowe w latach 1998-2009 ukazują
znaczny, prawie 36% spadek spożycia pieczywa w gospodarstwach ogółem, z 7,5 kg do 4,8 kg/osobę/
miesiąc, któremu towarzyszy zmiana struktury konsumpcji. Stwierdzono, że szans pobudzenia popytu
na pieczywo można upatrywać m.in. w poprawie jego jakości, rozszerzeniu asortymentu, zróżnicowaniu
wielkości jednostkowej produktów czy wprowadzeniu wyrobów o zwiększonych walorach odżywczych
i prozdrowotnych.
Słowa kluczowe: pieczywo, branża piekarska, popyt, dodatki prozdrowotne, preferencje
Summary: The aim of the study was to find out the opportunities for the bakery sector through the
exploitation consumer expectations on bread market. The background for the study was the analysis of
demand for bread. The data was obtain from the household budget surveys carried out each year by GUS
(Central Statistical Office). These data showed the considerable decline in monthly bread consumption
by 30% on average in a household, from 7.5 to 4.8 kg/person in the years 1998-2009. The decrease of
demand was accompanied by changes in the structure of bakery products consumption. Own research
concerning consumer behaviour on the bread market was conducted on the sample of 138 men using
questionnaire method. The study showed that the opportunities for demand improvement could be found
in better quality of bakery products, the extending of market offer, product differentiation or introduction
new products with higher nutritional value and health benefits for the consumer.
Key words: bread, bakery sector, demand, health ingredients, preferences
245
TOM III.indd 245
3/9/12 4:49 AM
Aldona Borowska, dr inż. Krystyna Rejman
Wstęp
Przetwory zbożowe, w tym pieczywo, są podstawową żywnością w wyżywieniu świata.
W prezentacjach zaleceń żywieniowych różnych krajów, w postaci piramidy, tęczy, koła,
talerza czy pagody [Painter 2002], uwzględniających m.in. zwyczaje i tradycje żywieniowe
danej populacji, przetwory zbożowe stanowią fundamentalną warstwę. Zaleca się, aby
w dziennym spożyciu występowały w największym udziale oraz proporcji [Bartnikowska
2006]. W przeciętnej polskiej racji pokarmowej przetwory zbożowe, wśród których dominuje
pieczywo, dostarczają najwięcej ze wszystkich grup produktów węglowodanów (62% podaży
w diecie), do niedawna także białka (obecnie jego głównym źródłem są produkty mięsne).
Wskaźniki nutrindeksu ukazują ponadto, że zbożowe są pierwszym źródłem energii (38%),
żelaza oraz witaminy B1, w dostarczaniu wapnia i witaminy B2 natomiast zajmują trzecią
pozycję [Borowska i in. 2009]. Wartość odżywcza pieczywa zależy głównie od rodzaju mąki.
Do produkcji pieczywa o jasnym miękiszu służą mąki pszenne typu 450-650, zawierające
mniej białka, tłuszczu, witamin, składników mineralnych i błonnika niż całe ziarna zbóż
(straty wynoszą 16-90%), jednak ze względu na podwyższoną strawność i zalety smakowe
pieczywo jasne jest chętniej spożywane. Pieczywo razowe, grahama czy pełnoziarniste
bogate jest w witaminy B, składniki mineralne (m.in. żelazo, fosfor, magnez, wapń, potas,
mangan, selen) oraz substancje biologicznie czynne: błonnik, polifenole, fitoestrogeny
i kwas fitynowy. Składniki te mogą zmniejszyć ryzyko wystąpienia NCDRD, zwłaszcza
układu sercowo-naczyniowego [Hu 2003, Jacobs i in. 2004], nowotworów [Kasum i in. 2001,
Larsson i in. 2005], cukrzycy [Slavin 2004] oraz otyłości [Koh-Banerjee i in.2003].
Materiał i metodyka
Wykorzystano publikowane i niepublikowane dane o spożyciu pieczywa z badań budżetów
gospodarstw domowych GUS z lat 1998-2009 oraz wyniki własnych badań ankietowych
wśród 138 mężczyzn, mieszkańców Warszawy i Żyrardowa. W przypadku doboru miast
zastosowano metodę nielosową; dobór jednostek typowych. Badanie zrealizowano w okresie
IX.2009 – I.2010, a respondentów dobrano wśród ojców dzieci szkolnych za pośrednictwem
nauczycieli. Z 461 warszawskich i 11 żyrardowskich szkół wylosowano w każdym z miast
3 szkoły podstawowe, gimnazja oraz szkoły ponadgimnazjalne (dobór losowy zespołowy).
Wyniki i ich dyskusja
W strukturze spożycia zbożowych w gospodarstwach ogółem tradycyjnie największy udział
ma pieczywo, które w 2009 r. stanowiło 67,5% ich spożycia. Jednak od 1998 r. następował
spadek tego udziału, do 2009 r. o 10%. Dane budżetowe ukazują też stały spadek spożycia
pieczywa w tym okresie o 36% (ryc.1). W konsekwencji zmniejszyło się spożycie całej grupy
produktów zbożowych o 17%, gdyż spadek konsumpcji pieczywa nie był rekompensowany
rosnącym spożyciem ryżu i makaronów.
Wielkość i strukturę konsumpcji determinuje rodzaj społeczno-ekonomiczny gospodarstw
domowych. Najwięcej pieczywa spożywa się w gospodarstwach rolników, najmniej zaś
w gospodarstwach pracujących na własny rachunek. Różnica w 2009 r. wyniosła 2,07 kg/
osobę/miesiąc, tj. o 52% więcej na korzyść gospodarstw rolników. Wysokie spożycie pieczywa
w tych gospodarstwach spowodowane jest głównie tradycją i zwyczajami żywieniowymi.
Z kolei najniższe w gospodarstwach pracujących na własny rachunek wynika głównie
z dużego udziału żywienia poza domem, co nie jest uwzględniane w ilościowych badaniach
246
TOM III.indd 246
3/9/12 4:49 AM
Spełnienie oczekiwań konsumentów wobec oferty pieczywa...
spożycia w metodzie budżetowej. W strukturze konsumpcji dominuje pieczywo mieszane
i „pozostałe”, stanowiące w gospodarstwach ogółem 75,2% spożycia (2009 r.), pszenne
stanowiło 19,8%, żytnie – 5% . Zauważa się spadek spożycia pieczywa mieszanego przy
wzroście konsumpcji pieczywa pszennego oraz żytniego.
Ryc. 1. Spożycie pieczywa w gospodarstwach ogółem i w grupach społeczno-zawodowych o największym
i najmniejszym poziomie konsumpcji w latach 1990 i 1998-2009, w kg/osobę/miesiąc, źródło:
opracowanie własne na podstawie: Budżety gospodarstw domowych w 1990...2009 r. GUS. Warszawa.
Ryc. 2. Hierarchia ważności cech wpływających na wybór pieczywa w opinii respondentów, średnie
rangi w 5-stopniowej skali, gdzie 1 – cecha nieważna, 5 - cecha bardzo ważna, Cechy I-rzędowe Cechy
II-rzędowe Cechy III-rzędowe Cechy IV-rzędowe, źródło: badania własne, 2011
247
TOM III.indd 247
3/9/12 4:49 AM
Aldona Borowska, dr inż. Krystyna Rejman
Przyczyny spadku spożycia pieczywa wyjaśniają m.in. Kołakowska-Paszkiewicz (2004),
Ceglińska i in. (2004) oraz Liberska (2003), wskazując wypieranie pieczywa przez
substytuty, zmianę nawyków żywieniowych, w tym spożycia żywności wygodnej. Według
Kaplana (2002) bagatelizacja smaku chleba to główna przyczyna spadku popytu. Dobra
jakość pieczywa w dużym stopniu zależy od umiejętności łączenia nowoczesnej techniki
z tradycyjnymi, wielofazowymi metodami fermentacji ciasta.
W badaniach własnych skupiono się m.in. na poznaniu czynników wpływających na decyzje
nabywcze na rynku pieczywa przez ocenę ważności 18 cech pieczywa (ryc. 2).
Po wyliczeniu średnich rang oceny dokonano podziału tych cech na 4 grupy (ryc. 2):
• I-rzędowe – bardzo ważne: świeżość, smakowitość, rodzaj pieczywa
• II-rzędowe - ważne: ogólna estetyka, cena, brak polepszaczy, pokrojenie, korzystny
wpływ na zdrowie, dodatek ziaren, tradycja i zwyczaje żywieniowe
• III-rzędowe – mało ważne: wartość odżywcza, wielkość jednostkowa, opakowanie,
kształt, wartość kaloryczna
• IV-rzędowe - nieważne: nowość rynkowa, reklama i promocja oraz moda.
Wyniki badań innych autorów [Goryńska-Goldman 2007, Kołakowska-Paszkiewicz 2004,
Górska-Warsewicz 2001] potwierdzają decydujące znaczenie świeżości i smakowitości
pieczywa jako najważniejszych cech podczas wyboru. Ambroziak (2002) wykazał, iż najwięcej
badanych oczekuje dobrej jakości pieczywa, co głównie związane jest z wymaganiem świeżości.
Uzyskana w badaniach własnych hierarchia cech może być wskazówką dla producentów
pieczywa w opracowywaniu nowych produktów. Smakowitość pieczywa, nawet gdy nie
jest ciepłe, można uzyskać dzięki dużemu zaangażowaniu czynnika ludzkiego, gdyż ręczne
dzielenie i formowanie ciasta pozwala na zastosowanie większej ilości wody, która zapewnia
intensywne interakcje między składnikami ciasta, poprawiając jakość i walory smakowe
pieczywa. Świeże pieczywo dostępne przez cały dzień można uzyskać wykorzystując produkty
odroczonego wypieku. Przypisanie dużej wagi cechom takim jak brak polepszaczy, dobry
wpływ na zdrowie czy dodatek ziaren świadczyć może o rosnących wymaganiach konsumentów
w zakresie korzystnego wpływu żywności na zdrowie oraz świadomości znaczenia pieczywa
w prawidłowym żywieniu. Rozszerzenie asortymentu pieczywa prozdrowotnego można więc
postrzegać jako szansę rozwoju mikro, małych i średnich przedsiębiorstw piekarskich.
Składnikami dostarczającymi substancji aktywnych biologicznie podnoszących wartość
żywieniowo-zdrowotną pieczywa są nasiona, ziarna, otręby, zarodki, suszone owoce, warzywa
i zioła czy kwasy omega-3. W badaniach własnych 62% respondentów stwierdziło, że lubi
pieczywo z dodatkami. Najwięcej badanych (68%) przynajmniej raz kupiło produkty
z dodatkiem ziaren słonecznika, a 12% stale kupuje ten rodzaj pieczywa. Ponad połowa
ankietowanych kupiła przynajmniej raz pieczywo z mieszanką ziaren zbóż, z nasionami dyni
oraz z sezamem (ryc. 3). Pieczywo z tymi dodatkami kupowane jest na stałe przez 5% badanych.
Natomiast pieczywo z ziarnami soi, błonnikiem, suszonymi owocami cieszyło się mniejszą
popularnością, gdyż ok. 30% respondentów deklarowało przynajmniej jednokrotny zakup.
Niewykorzystane możliwości pobudzenia popytu na pieczywo tkwią również w rozwoju
rynków niszowych, takich jak pieczywo regionalne i tradycyjne. Produkcja tego pieczywa
odbywa się na bazie tradycyjnej wielofazowej fermentacji, często z wykorzystaniem
2-3 rodzajów kwasów wyprowadzanych z zaczynów zaszczepionych różnymi kulturami
starterowymi [Diowksz i in. 2001]. Chleb wytwarzany na zakwasie posiada wysokie walory
248
TOM III.indd 248
3/9/12 4:49 AM
Spełnienie oczekiwań konsumentów wobec oferty pieczywa...
organoleptyczne, a nawet działa antystresowo [Diowksz i in. 2006]. Korzystnie wpływa na
procesy trawienia, zwiększa dostępność cennych bio-składników oraz zmniejsza obecność
substancji niepożądanych (m.in. kwasu masłowego, izomasłowego, izowalerianowego).
Ryc. 3. Zakup pieczywa z różnymi dodatkami, % odpowiedzi,, źródło: badania własne
Z badań własnych wynika, iż 60% badanych kupuje pieczywo tradycyjne i regionalne, przy czym
najwięcej (43%) kupuje je niezbyt często, 11% okazjonalnie, podczas wyjazdów, kiermaszów,
targów itp. imprez, zatem tylko 7% korzysta regularnie z oferty tego rodzaju pieczywa. Można
przypuszczać, iż mały popyt na pieczywo tradycyjne i regionalne związany jest z ograniczoną
dostępnością tych produktów, a także z produkcją podejmowaną przez nielicznych producentów.
Wnioski
Najważniejszymi dla konsumentów cechami pieczywa są: świeżość, smakowitość, rodzaj,
cena, dobry wpływ na zdrowie, dodatek ziaren, pokrojenie. Czynniki te powinny być
brane pod uwagę podczas ustalania strategii produktu przez producentów pieczywa. Duże
zapotrzebowanie wśród badanych na pieczywo regionalne, tradycyjne oraz z dodatkiem
ziaren to kolejna szansa rozwoju dla producentów pieczywa. Wymagania oraz potrzeby
konsumentów będą spełnione, jeżeli do produkcji zostaną użyte surowce odpowiedniej jakości
i wartości technologicznej, a jednocześnie zostaną wprowadzone nowe, atrakcyjniejsze
produkty piekarskie, z udokumentowaną wartością odżywczą i prozdrowotną.
249
TOM III.indd 249
3/9/12 4:49 AM
Aldona Borowska, dr inż. Krystyna Rejman
Literatura
Ambroziak Z. 2002. Polskie piekarstwo w świetle integracji z UE. Mat. Konf. Naukowo-Technicznej.
ZBPP: Systemy zapewnienia jakości zdrowotnej w piekarstwie i ciastkarstwie zgodnie
z wymaganiami Unii Europejskiej, Warszawa: 1-15.
Bartnikowska E. 2006. Chleb i przetwory zbożowe w modelach optymalnego żywienia. Przegl. Piek.
Cukier., 3: 2-4.
Borowska A., Rejman K. 2009. Wykorzystanie argumentów żywieniowo-zdrowotnych na rynku
pieczywa jako narzędzia zwiększania popytu. Med. Sport. Pract., 4: 79-87.
Ceglińska A., Haber T., Leszczyński K., Witulski P. 2004. Wpływ opakowania na jakość i trwałość
pieczywa. Przegl. Piek. i Cukiern., 4: 2-5.
Diowksz A., Ambroziak W., Włodarczyk M. 2001. Biologiczne metody produkcji pieczywa
o walorach żywności funkcjonalnej. Przegl. Piek. i Cuk., 9: 4-9.
Diowksz A., Ambroziak W. 2006. Sourdough. Bakery products. Sciences and Technology: 365-380.
Goryńska-Goldman E. 2007. Zwyczaje spożywania pieczywa w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem
wpływu czynników demograficznych i ekonomicznych. Rozprawa doktorska, AR Poznań.
GUS, Budżety gospodarstw domowych w 2005...2009 r. Warszawa, 2006 - 2010.
Górska-Warsewicz H. 2001. Zachowania konsumentów na rynku pieczywa. Przegl. Piek. Cukier., 7: 8-10.
Hu F.B. 2003. Plant-based foods and prevention of cardiovascular disease: an overview. Am. J. Clin.
Nutr., 78 (suppl): 544S-551S.
Jacobs D., Gallaher D. 2004. Whole grain intake and cardiovascular disease: a review. Curr
Atheroscler Rep., 6: 415–423.
Kaplan S. 2002. Le retour du bon pain. Editions Perrin. 37-39.
Kasum C.M., Nicodemus K., Harnack L.J., Jacobs D.R., Folsom A.R.2001. Whole grain intake and
incident endometrial cancer: Iowa Women’s Health Study. Nutr.Cancer, 39:180-6.
Koh-Banerjee P., Rimm E. 2003. Whole grain consumption and weight gain: a review of the
epidemiological evidence, potential mechanisms and opportunities for future research. Proc.
Nutr. Soc., 62: 25–29.
Kołakowska-Paszkiewicz A. 2004. Wpływ sytuacji w polskim sektorze piekarskim na zachowania
konsumentów w perspektywie akcesji z UE. Rozpr. dr., SGGW Warszawa.
Larsson S., Giovannucci E., Bergkvist L., Wolk A. 2005. Whole grain consumption and risk of
colorectal cancer: a population-based cohort of 60000 women. Br. J. Cancer, 92: 1803–1807.
Liberska A. 2003. Rynek tłuszczów i przetworów zbożowych. Porad. Handl., 8: 30-49.
Painter J., Jee-Hyun R., Yeon-Kyung L. 2002. Comparison of international food guide pictorial
representations. Journ. Amer. Diet. Associat., 4: 483-489.
Slavin J. 2004. Whole grains and human health. Nutr. Res. Rev., 17: 99–110.
Adres do korespondencji:
Aldona Borowska, SGGW w Warszawie, Katedra Organizacji i Ekonomiki Konsumpcji
ul. Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Barbara Kowrygo
250
TOM III.indd 250
3/9/12 4:49 AM
Natalia Brzezina
EPISTEME
12/2011, t. II
s.251-256
ISSN 1895-4421
Baza przechowalnicza wybranych ziemiopłodów w gminie Ciasna
– stan obecny i perspektywy rozwoju
Storage of chosen agricultural products in the Ciasna district
– current state and development prospects
Abstrakt: Wyraźnie zarysowuje się potrzeba prowadzenia badań i wdrażania nowych technologii
przechowywania produktów rolniczych, aby ograniczać straty ilościowe i jakościowe, a w ten sposób
zwiększać ekonomiczną efektywność gospodarstw. Praca ta miała na celu charakterystykę stanu
obecnego i ocenę możliwości rozwoju bazy przechowalniczej głównych płodów rolniczych na terenie
gminy Ciasna. Na terenie badań prowadzonych przy użyciu kwestionariusza ankietowego w 2010 roku
w wytypowanych 45 towarowych gospodarstwach rolnych stwierdzono, iż stan bazy przechowalniczej
różni się w zależności od rodzaju ziemiopłodu oraz wielkości gospodarstwa. Produkcją ziemniaków
zajmują się mniejsze gospodarstwa i przechowują je w sposób prymitywny. Ziarna zbóż magazynowane są
w połowie masy towarowej w obiektach tradycyjnych, a metalowe silosy stosowane są tylko w większych
gospodarstwach. Z powodu trudności w przechowywaniu nasion rzepaku baza przechowalnicza tego
surowca nie istnieje w gospodarstwach indywidualnych. W technologii produkcji sianokiszonki stosuje
się najnowocześniejsze metody przechowywania.
Słowa kluczowe: baza przechowalnicza, rozwój przechowalnictwa, ziarno zbóż podstawowych, ziarno
kukurydzy, nasiona rzepaku, ziemniaki, sianokiszonka
Summary: In order to decrease losses and preserve the quality of products, it is necessary to conduct a research and
following its findings, modern technologies should be implemented to improve storage of agricultural products. This
in turn would lead to the improvement of the effectiveness of farms. The aim of this dissertation was to assess the
current provision of storage of products in the Ciasna district and to suggest ways of developing this storage further.
The study was carried out in the year 2010 on 45 farms using a questionnaire. The survey findings showed that in the
research area the crop storage differs depending on the kind of agricultural products as well as on the size of the farm.
Potatoes are grown mainly in smaller farms and they are stored in an old-fashioned way. Only half of the basic cereal
grains produced is stored in the traditional way and modern metal grain silos are mainly available in larger farms.
The difficulties in storing rapeseeds mean that the storage of this product does not exist on private farms. Hay-silage is
stored in line with latest technology, i.e. smaller farms use pressed hay-silage and larger farms silos.
Key words: crop storage base, development of preservation, grains, corns, rape seeds, potatoes, hay-silage
251
TOM III.indd 251
3/9/12 4:49 AM
Natalia Brzezina
Wstęp
Modernizacja gospodarstwa rolniczego polega na takim wyborze technologii produkcji
roślinnej i zwierzęcej oraz takim doborze zestawu maszyn, budynków i budowli, przy
których podwyższa się sprawność funkcjonowania gospodarstwa i zwiększa się jego
konkurencyjność na rynkach lokalnych i unijnych [Wójcicki, 2003]. Przechowywanie
i konserwacja ziemiopłodów w łańcuchu produkcyjnym żywności są etapami, które mogą
przynieść producentowi wiele korzyści, jeśli będą przeprowadzone w prawidłowy sposób
[Ciećko, 2003]. Ważne jest zatem w miarę szybkie wdrażanie w warunkach polskich tych
nowych technologii oraz rozwiązań organizacyjnych przechowalnictwa ziemiopłodów,
które przyczyniają się do minimalizacji strat ilościowych i jakościowych powstających
w przechowywanych produktach rolniczych. Niestety w wielu regionach Polski, w tym
także w gminie Ciasna, dopiero w ostatnich latach baza przechowalnicza produktów
rolniczych w indywidualnych gospodarstwach rolnych ulega poprawie, dzięki prywatnym
firmom, których działalność ukierunkowana jest tylko na przechowalnictwo płodów rolnych.
Celem pracy była charakterystyka stanu przechowalnictwa wybranych ziemiopłodów
oraz ocena możliwości dalszego rozwoju bazy przechowalniczej na terenie gminy Ciasna
w wytypowanych towarowych gospodarstwach rolnych w 2010 roku.
Materiały i metody
W pracy wykorzystano wyniki badań ankietowych przeprowadzonych w roku 2010 wśród
wybranych 45 rolników prowadzących towarowe gospodarstwa rolne na terenie gminy
Ciasna (powiat lubliniecki). Narzędziem badawczym służącym analizie wybranej grupy
gospodarstw był kwestionariusz ankietowy. Kwestionariusz ankietowy składał się z 36 pytań
i został skonstruowany tak, że zawierał zarówno pytania zamknięte jak i otwarte. Pierwsze
pytania w kwestionariuszu to pytania metryczkowe. Dalsze pytania dotyczyły stricte
pojemności i wyposażenia bazy przechowalniczej, metod konserwacji i przechowywania
produktów rolniczych oraz oceny możliwości rozwoju bazy przechowalniczej.
Wyniki i dyskusja
Struktura obszarowa ankietowanych gospodarstw. Wielkość gospodarstw w pewnym
stopniu odzwierciedla potencjał gospodarstw oraz ich efektywność ekonomiczną.
Małoobszarowe, nieproduktywne gospodarstwa w dzisiejszym świecie nie mają nawet
możliwości zaistnienia na rynku płodów rolnych. Jedną z cech charakterystycznych
małych gospodarstw jest brak odpowiedniej bazy przechowalniczej produktów rolniczych.
Natomiast im większe gospodarstwo, tym większa jest tam możliwość racjonalizacji
produkcji wraz ze zwiększeniem korzyści skali przy użyciu bardziej zaawansowanych i
nowoczesnych technologii, w tym obiektów przechowalniczych [Bórawski, Pawlewicz 2006].
W ankietowanej grupie towarowych gospodarstw rolnych ich wielkość wahała się od 8-580 ha.
Średnia powierzchnia gospodarstwa wynosiła 66,7 ha. Stosunkowo mało było gospodarstw
o niewielkiej powierzchni mieszczącej się w przedziale 1-20 ha (20%). Największą grupę
tworzyły gospodarstwa o średniej powierzchni od 20 do 50 ha (44%). Około jedną czwartą
ankietowanej populacji stanowiły gospodarstwa o areale 50-100 ha (22%). Natomiast udział
wielkoobszarowych farm zajmujących 100 ha i więcej kształtował się na poziomie 14%.
Zatem w grupie badawczej przeważały większe powierzchniowo gospodarstwa towarowe.
Charakterystyka produkcji rolniczej w ankietowanych gospodarstwach. Udział
gospodarstw w produkcji poszczególnych surowców rolniczych buduje pewien obraz
252
TOM III.indd 252
3/9/12 4:49 AM
Baza przechowalnicza wybranych ziemiopłodów w gminie Ciasna...
sytuacji przechowalnictwa w rejonie badań. W 100% gospodarstw produkowało się ziarno
zbóż podstawowych, które głównie przeznaczane było na paszę dla zwierząt i dlatego też
przechowywane były przez dłuższy czas. Uprawą ziemniaka zajmował się jedynie co trzeci
ankietowany rolnik, przy tym była ona prowadzona na małą skalę w mniejszych i średnich
pod względem obszaru gospodarstwach. Produkcją nasion roślin oleistych (tu głównie nasion
rzepaku ozimego) trudniło się 11 właścicieli badanych gospodarstw przynależących do
średniej i największej grupy obszarowej. Natomiast kukurydza z przeznaczeniem na ziarno
uprawiana była tylko przez 3 gospodarstwa, ale za to największe pod względem powierzchni
ogólnej ze wszystkich ankietowanych. Z kolei sianokiszonka sporządzana była w 13 zarówno
małych jak i dużych powierzchniowo badanych gospodarstwach, które specjalizowały się
w chowie bydła mlecznego i mięsnego (tab. 1, ryc. 1).
Wyszczególnienie
Powierzchnia
uprawy [ha]
Zbiór [t]
Liczba
gospodarstw*
Przechowywana masa
[t]
Ziarno zbóż
1897,76
7496,15
45 (100%)
7025,24
Ziarno kukurydzy
85,00
658,70
3 (7%)
700,00
Nasiona rzepaku
292,50
602,26
11 (24%)
0,00
Bulwy ziemniaka
7,20
140,52
15 (33%)
165,00
Sianokiszonka
-
-
13 (29%)
2685,00
Tab. 1. Struktura produkcji w gospodarstwach, źródło: opracowanie własne. *indywidualne
gospodarstwo może zajmować się produkcją wielu różnych ziemiopłodów
Ryc. 1. Liczba gospodarstw produkująca dany produkt rolniczy na tle struktury obszarowej, źródło:
opracowanie własne
Stan obecny bazy przechowalniczej ziarna zbóż podstawowych i ziarna kukurydzy.
Produkcja i właściwe zagospodarowanie ziarna zbóż istotnie determinują prawidłowe
zaopatrzenie rynku w podstawowe artykuły spożywcze, jak również rozwój produkcji
zwierzęcej i innych branży rolniczych. Z uwagi na fakt, iż dominującą gałęzią produkcji
roślinnej w ankietowanych gospodarstwach jest produkcja ziarna zbóż, niezbędne jest
właściwe zagospodarowanie ziarna w spichrzach i utrzymanie jego masy w stanie zdrowym,
przy wysokich wskaźnikach jakościowych oraz minimalnych stratach i ubytkach ilościowych
i jakościowych. Podstawą do osiągnięcia tych celów jest stosowanie odpowiednich
253
TOM III.indd 253
3/9/12 4:49 AM
Natalia Brzezina
obiektów służących przechowalnictwu ziarna zbóż [Jurga, 2010]. Tutaj nowoczesne
metalowe silosy zbożowe w połączeniu z wiedzą z zakresu technik przechowalniczych są
gwarantem prawidłowo prowadzonego procesu magazynowania [Janowicz, 2004]. Niestety
w badanych gospodarstwach ponad połowa maksymalnej przechowywanej masy ziarna
została zmagazynowana w obiektach tradycyjnych, a mianowicie 78% i 27% ankietowanych
składowało ten produkt odpowiednio w magazynach strychowych i magazynach podłogowych,
gdzie trudno jest zapewnić prawidłowe warunki do długotrwałego przechowywania.
Przy czym magazyny strychowe znajdowały zastosowanie głównie w małych i średnich
gospodarstwach o powierzchni do 50 ha (68%), a tylko w co trzecim większym gospodarstwie
o powierzchni ponad 50 ha. Magazyny podłogowe używane były zarówno w małych jak
i dużych gospodarstwach (tab. 2).
Rodzaj obiektu
Liczba
gospodarstw*
Udział w ogólnej liczbie
gospodarstw [%]
Max.
przechowywana
masa [t]
Udział w max.
przechowywanej
masie [%]
Magazyny strychowe
35
78%
4890
43%
Magazyny podłogowe
12
27%
2320
20%
Silosy płaskodenne
21
47%
3050
27%
Silosy lejowe
2
4%
1196
10%
Razem
70
11456
Tab. 2. Obiekty służące przechowalnictwu ziarna zbóż podstawowych i kukurydzy w ankietowanych
gospodarstwach. Źródło: opracowanie własne *indywidualne gospodarstwo może dysponować
wieloma różnymi obiektami do przechowywania ziarna zbóż podstawowych i kukurydzy
Stan obecny bazy przechowalniczej nasion rzepaku. Ze względu na właściwości
fizykochemiczne nasion rzepaku przechowywanie tego ziemiopłodu jest dużo trudniejsze od
magazynowania ziarna zbóż. Trudności związane z przechowalnictwem nasion rzepaku oraz
nieprzygotowanie techniczne ankietowanych gospodarstw do prawidłowej konserwacji tegoż
produktu do składowania spowodowały, że surowiec ten nie był magazynowany w rejonie
badań. Wszyscy ankietowani producenci rzepaku zmuszeni byli do odstawienia nasion
rzepaku bezpośrednio po omłocie do punktu skupu przemysłu olejarskiego (tab. 1).
Stan obecny bazy przechowalniczej bulw ziemniaka. Od kilku lat w łańcuchu produkcyjnym
ziemniaka zachodzą istotne zmiany na etapie jego przechowalnictwa. Jest to spowodowane
coraz większymi wymaganiami odbiorców ziemniaka konsumpcyjnego oraz przeznaczonego
do przetworów głównie na frytki i chipsy. Producent powinien dostarczać ziemniaki regularnie,
terminowo, bez względu na porę roku i warunki atmosferyczne, a poza tym duże partie
jednolitego odmianowo surowca. Z uwagi na powyższe oczekiwania odbiorców szanse na
utrzymanie się na rynku ziemniaka mają tylko ci rolnicy, którzy zdolni są wyprodukować
wymaganą ilość surowca oraz przechowywać ją w optymalnych warunkach [Orlikowski,
1999]. W badanej grupie gospodarstw produkcja ziemniaka była prowadzona na bardzo małą
skalę. Toteż baza przechowalnicza tego produktu rolniczego była niewielka i prowadzona
w sposób bardzo tradycyjny. Zdecydowana większość gospodarstw tj. 73% w szczególności
tych z grupy obszarowej do 50 ha, przechowywała ziemniaki w kopcach ziemnych. Z kolei 27%
respondentów przechowało ten ziemiopłód w piwnicach, a 13% w specjalnie zaadoptowanych
do tego budynkach gospodarczych. Przy czym piwnice i budynki gospodarcze stosowali głównie
producenci rolni w większych gospodarstwach. W żadnym z ankietowanych gospodarstw nie
znalazły zastosowania kopce techniczne, czy też nowoczesne przechowalnie (tab. 3).
254
TOM III.indd 254
3/9/12 4:49 AM
Baza przechowalnicza wybranych ziemiopłodów w gminie Ciasna...
Rodzaj obiektu
Liczba
gospodarstw*
Udział w ogólnej liczbie
gospodarstw [%]
Przechowywana
masa [t]
Udział w max.
pojemności [%]
Kopiec ziemny
11
73%
70
42%
Kopiec techniczny
0
0%
0
0%
Piwnica
4
27%
45
27%
Zaadoptowany
budynek gospodarczy
2
13%
50
30%
Nowoczesna
przechowalnia
0
0%
0
0%
Razem
17
165
Tab. 3. Metody przechowalnictwa bulw ziemniaka w ankietowanych gospodarstwach. Źródło: opracowanie
własne. *indywidualne gospodarstwo może używać więcej niż jeden obiekt do przechowywania ziemniaków
Stan obecny bazy przechowalniczej sianokiszonki. Produkcja sianokiszonki jest bardzo
ważna, gdyż w okresie zimowym dzięki skarmianiu zwierzętami tej paszy objętościowej jest się
w stanie osiągnąć 90% możliwości produkcyjnych żywienia pastwiskowego, a w przypadku siana
produkowanego metodami tradycyjnymi tylko 64%. O należytym wykorzystaniu możliwości
gospodarczych trwałych użytków zielonych decyduje szereg aspektów przyrodniczych,
organizacyjnych i technologicznych [Zastawny, 1986]. Powinno się zatem dążyć do
przyspieszonego rozwoju nowoczesnych technologii zbioru i konserwacji plonów z trwałych
użytków zielonych. W rejonie badań sporządzanie sianokiszonki było prowadzone zgodnie
z istniejącymi trendami technologicznymi w tym zakresie. W praktycznych rozwiązaniach
ankietowanych gospodarstw zarysowały się dwie główne technologie sporządzania
sianokiszonki. W badanych gospodarstwach prawie połowę całkowitej masy (48%) sianokiszonki
wyprodukowano stosując technologię balotów owiniętych specjalną folią (62%). Natomiast
w silosach przejazdowych 54% producentów rolnych zakisiło około 1350 t podsuszonej runi
łąkowej. Należy również podkreślić, iż mniejsze gospodarstwa częściej zakiszały podsuszoną
trawę w balotach, a większe wykorzystywały w tym celu silosy przejazdowe (tab. 4).
Rodzaj metody
Liczba
gospodarstw*
Udział w
ogólnej liczbie
gospodarstw [%]
Przechowywana
masa [t]
Udział w
przechowywanej
masie [%]
Baloty
8
62%
1300
48%
Silosy przejazdowe
7
54%
1385
52%
Inny sposób
0
0%
0
0%
Razem
15
2685
Tab. 4. Metody przechowalnictwa sianokiszonki w ankietowanych gospodarstwach. Źródło: Opracowanie
własne. *indywidualne gospodarstwo może przechowywać wieloma rożnymi metodami sianokiszonkę
Perspektywy rozwoju bazy przechowalniczej wybranych ziemiopłodów. Programu
Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2007-2013 popularyzuje tworzenie grup producenckich
poprzez udzielanie im wsparcia finansowego. Zatem stworzenie prężnie działających grup
producenckich ziemniaka i rzepaku mogłoby być czynnikiem stymulującym zwiększanie
popularności ich uprawy, a w konsekwencji tworzenie nowoczesnej bazy przechowalniczej
tych ziemiopłodów na terenie badań.
255
TOM III.indd 255
3/9/12 4:49 AM
Natalia Brzezina
Wnioski
• Gmina Ciasna jest rejonem z dobrze rozwiniętym sektorem przetwórstwa rolnospożywczym. Baza przechowalnicza produktów rolniczych w takiej gminie powinna być
na wysokim poziomie. Niestety jak wynika z badań, przeprowadzonych w 45 towarowych
gospodarstwach tej gminy stan obecny przechowalnictwa jest przeciętny.
• W gospodarstwach produkuje i przechowuje się przede wszystkim ziarno zbóż, co
w dużej mierze jest determinowane strukturą produkcji zwierzęcej, w której główną rolę
odgrywa tucz trzody chlewnej. W celu poprawy efektywności ekonomicznej gospodarstw
należy dążyć do zróżnicowania profilu produkcji w gospodarstwach, a przede wszystkim
zwiększenia powierzchni uprawy rzepaku i ziemniaka kosztem zmniejszenia areału uprawy
zbóż. Jednym z najważniejszych czynników ograniczających urozmaicanie zakresu
działalności produkcyjnej gospodarstw jest brak odpowiedniej bazy przechowalniczej
nasion rzepaku i ziemniaka.
• Niezbędne staje się zorganizowanie dobrze funkcjonującego systemu doradztwa
rolniczego w zakresie przechowalnictwa płodów rolnych, które przyczyni się do
szybkiego upowszechnienia i wdrożenia postępu rolniczego w zakresie kompleksowej
technologii produkcji, a przede wszystkim nowoczesnych metod przechowalnictwa.
Literatura
Bórawski P., Pawlewicz A. 2006. Efektywność ekonomiczna indywidualnych gospodarstw rolnych
w aspekcie zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich na przykładzie województwa
warmińsko-mazurskiego. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu Rolnictwo.
Z. 87 (540), s. 91-97
Ciećko Z. 2003. Ocena jakości i przechowalnictwo produktów rolnych. Wydawnictwo UWM,
Olsztyn
Janowicz L. 2004. Przechowywanie nasion rzepaku w magazynach silosowych. Publikacja dostępna
w serwisie: www.ihar.edu.pl (10.12.2010)
Jurga R. 2010. Samozagrzewanie się ziarna i pomiar temperatury w magazynach zbożowych.
Przegląd Zbożowo-Młynarski. Nr 6, s. 35-37
Orlikowski P. 1999. Przechowalnie ziemniaków. Technika Rolnicza. Nr 5, s. 28-29
Wójcicki Z. 2003. Przemiany w rolnictwie i technice rolniczej oraz w zagospodarowaniu obszarów
wiejskich. Inżynieria Rolnicza. Nr 3 (45 Tom I). s. 17-26
Zastawny J. 1986. Przegląd technologii zbioru roślinności łąkowej na siano, sianokiszonkę
i kiszonkę. Materiały na konferencję naukowo-techniczną nt. „Zbiór i konserwacja pasz z
użytków zielonych”. Częstochowa, s. 84-100
Adres do korespondencji:
Katarzyna Kucińska
SGGW Wydział Rolnictwa i Biologii
Katedra Agronomii, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Andrzej Radecki oraz dr Katarzyna Kucińska
256
TOM III.indd 256
3/9/12 4:49 AM
Tadeusz Konrad Grabowski
EPISTEME
12/2011, t. II
s.257-265
ISSN 1895-4421
Perspektywy rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Polsce
w świetle przyjęcia przez Sejm RP programu wsparcia dla tego
sektora do 2020 roku
The perspective of housing development in Poland in terms of the
sector support programme until 2020 accepted by Polish Parliament
Abstract: Sytuacja mieszkaniowa w Polsce jest wyjątkowo niekorzystna, praktycznie wszystkie
miarodajne wskaźniki odnoszące się do mieszkalnictwa stawiają nasz kraj
w ostatnim szeregu
państw Unii Europejskiej. Jest to olbrzymia przeszkoda w drodze do zrównoważonego rozwoju
społeczeństwa i gospodarki. Na szczególne uwzględnienie zasługuje trudna sytuacja w jakiej znajdują
się osoby o dochodach niższych niż przeciętne. Poprzez brak spójnej polityki mieszkaniowej ludzie Ci
nie mogą samodzielnie zaspokoić swoich potrzeb mieszkaniowych na wolnym rynku. To zaś przenosi
ciężar odpowiedzialności pomocy tej grupie społecznej na gminy, borykające się z permanentnym
brakiem funduszy na ten cel. Przez dwadzieścia lat wolnej Polski dotychczas nikt nie podjął się realizacji
kompleksowej reformy mieszkalnictwa, będącego dziedzictwem gospodarki centralnie planowanej,
a co za tym idzie stworzenia konstytucyjnie gwarantowanego, wsparcia finansowego zarówno dla gmin
jak i osób najuboższych. Dokument, opublikowany w tym roku ma to jednak zmienić. Po wieloletnich
konsultacjach dnia 4 marca 2011 roku zostały przez Sejm RP przyjęte: Główne problemy, cele i kierunki
programu wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego. Artykuł ten prezentuje w jaki sposób
dokument ten wpisuje się w obecna sytuacje na rynku i czy spełnia oczekiwania jakie są przed nim
stawiane.
Słowa kluczowe: mieszkalnictwo, budownictwo, problemy, polityka, nieruchomości.
Summary: Housing situation in Poland is unusually adverse. Almost all indicators measuring housing
place our country between the last rank countries in the European Union. It is a huge hindrance to
sustainable development of society and economy. What is especially worth taking into consideration
is difficult situation of people earning less than the average wage. As a result of incoherent housing
policy these people cannot satisfy their housing needs in the free market. Consequently, the obligations
of helping such people are transferred to communes which are permanently struggling with lack of
funds destined to this purpose. For 20 years of democracy in Poland nobody has undertaken to realize
a complex reform of housing which is heritage of planned economy. Moreover, nobody has undertaken
to establish constitutionally guaranteed financial support for communes and the poorest. However, the
document published this year is to change it. After many years of consultations, on March 4, 2011 the
Polish Parliament accepted The main problems, aims and directions of housing development support
programme. The aforementioned article presents how the document enters the current situation in the
market and whether it satisfies the needs and expectations.
Key words: housing, building industry, problems, policy, real estate
257
TOM III.indd 257
3/9/12 4:49 AM
Tadeusz Konrad Grabowski
Wstęp
Wejście Polski do Unii Europejskiej, a także ciągle zwiększający się związek polskiego rynku
dóbr i usług z rynkiem globalnym wywiera, wcześniej niespotykaną w naszych warunkach,
presję do zmiany sposobu gospodarowania majątkiem, zarówno na prywatnych inwestorów
jak i instytucje państwowe czy samorządowe. Stopień wykorzystywania posiadanych
zasobów nieprzerwalnie rośnie i zaczyna osiągać poziom państw wysoko rozwiniętych.
Oczywiście celem tego wzrostu jest lepsze zaspokajanie potrzeb społeczeństwa i zwiększenie
rentowności tych zasobów majątkowych do których należą przede wszystkim nieruchomości.
Nie ma to jednak bezpośredniego przełożenia na długofalowe plany i działania. Długi okres
eksploatacyjny będący jedna z głównych cech nieruchomości, w krajach zachodnich uważany
za jedna z ich największych zalet, w Polsce jest nadal uważany za zbędny balast. Przez
ostatnie lata udaje nam się z coraz lepszym skutkiem zaprojektować obiekt, sprawnie go
zrealizować i przekazać użytkownikom. Jednak na tym kończy się zainteresowanie inwestora
daną inwestycją. Brakuje odpowiedniej kultury eksploatacji obiektów. Smutną codziennością
są wspaniale wyglądające budynki użyteczności publicznej, zanieczyszczone, zniszczone
i zaniedbane, zaledwie po kilku miesiącach od oddania do użytkowania. Problemem jest
również sposób zagospodarowania terenu. Od kilku pokoleń budując obiekty nikt nie brał
pod uwagę ich żywotności podczas tworzenia planów zagospodarowania. Mimo że realizacje
które powstawały już w zamyśle nie były przeznaczone dla wielu pokoleń następców to
plany na podstawie których je rozmieszczano w tkance miejskiej nie przewidywały płynnych
zmian w zabudowie. Jako najlepszy przykład można tutaj podać budynki z tzw. „wielkiej
płyty”, które ze względu na zastosowane materiały obecnie powinny być wyłączane
z użytkowania. Nie jest to oczywiście możliwe ponieważ nie ma opracowanych
alternatywnych planów realizacji tego przedsięwzięcia, temat jest więc po cichu zamiatany
pod dywan. Prawdopodobnie będzie musiało dojść do jakiejś spektakularnej katastrofy
budowlanej, aby rozpoczęła się dyskusja nad tą kwestią. Prywatne inwestycje idące za
duchem czasu są tutaj swego rodzaju wyjątkiem. Świetnie zaprojektowane, zrealizowane
i utrzymywane powinny być modelowym przykładem dla władz samorządowych i centralnych
jak należy postępować. Na szczególne uwzględnienie zasługują tutaj inwestycje realizowane
w najnowszych technologiach. Mam tutaj na myśli coraz częściej budowane tzw. domy
energooszczędne czy budynki inteligentne, w których wszystko sterowane jest elektronicznie,
a urządzenia przekazują sobie bezpośrednio większość informacji. Co jednak należy zrobić,
aby tak pojmowana innowacyjność nie była wyjątkiem, ale standardem? Jak powinno
wyglądać polskie budownictwo w następnych dziesięcioleciach i co już teraz należy zmienić
aby umożliwić zrównoważony rozwój tego sektora gospodarki? Na te pytania starają się
odpowiedzieć władze oddając nam opublikowany przez rząd w dniu 30 listopada 2010 roku,
a przyjęty przez Sejm RP 4 marca 2011 roku dokument pt. Główne problemy, cele i kierunki
programu wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego do 2020 roku. Dlaczego jednak
sami autorzy nazywają go „… próbą określenia podstawowych zasad polityki wsparcia
budownictwa mieszkaniowego w średniookresowym horyzoncie czasowym do 2020 roku.”?
Spróbujmy mu się przyjrzeć i dokładnie go przeanalizować.
Materiał i metody
Zmiany, które zapoczątkowała transformacja ustrojowa polskiej gospodarki rozpoczęta
w 1989 roku, odcisnęły swoje piętno praktycznie na wszystkich gałęziach polskiej gospodarki.
Budownictwo mieszkaniowe zalicza się do sektorów najmocniej dotkniętych negatywnymi
skutkami tych zmian.
258
TOM III.indd 258
3/9/12 4:49 AM
Perspektywy rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Polsce...
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych pochodzących z GUS.
Lata dziewięćdziesiąte to czas kiedy sytuacja powoli się normowała i można było zobaczyć
pierwsze oznaki poruszenia na rynku. Rok 1995 skutkował oddaniem do użytkowania prawie
67 tysięcy mieszkań z czego prawie 32 tysiące stanowiły domy jednorodzinne. Pozytywne
zjawiska odnotowywane w kolejnych latach nastrajały optymistycznie, szczególnie, że
otoczenie prawno administracyjne towarzyszące temu sektorowi było określane jako jedno
z najmniej przyjaznych w całej Europie. Pomimo kryzysu, który rozpoczął się w 2000 roku
liczba inwestycji nadal rosła. Pomiędzy latami 2000 i 2010 praktycznie podwoiła się liczba
oddawanych do użytkowania mieszkań, a w tym również domów jednorodzinnych. Przez
ostatnie 20 lat nastąpił olbrzymi wzrost wolumenu rynku budowlanego, a w tym segmentu
budownictwa mieszkaniowego [ryc.1]. Polityka mieszkaniowa prowadzona przez władze w
ciągu ostatnich 20 lat podlegała znaczącym zmianom, ale jako główne działania które były
realizowane można wskazać:1
• Zadbanie o najuboższych poprzez stworzenie mieszkań socjalnych i noclegowni dla
bezdomnych.
• Pomoc osobom o niskich i średnich dochodach poprzez rozwiązania takie jak mieszkania
czynszowe, spółdzielcze lokatorskie czy chronione.
1 A. Młyńczak (2011). Wspieranie Budownictwa Mieszkaniowego do 2020 r. [Online]. Sejm RP. Protokół dostępu:
http://www.mlynczak.pl/new/index.php?option=com_content&view=article&id=179:rzdowy-program-wspieraniabudownictwa-mieszkaniowego-do-2020-r&catid=49:budownictwo-mieszkaniowe-do-2020&Itemid=97 [05.06.2011].
259
TOM III.indd 259
3/9/12 4:49 AM
Tadeusz Konrad Grabowski
• Wprowadzenie ulg podatkowych korzystnych dla osób chcących nabyć mieszkanie na
własność. Ulga mieszkaniowa w PIT oraz obniżona stawka podatku VAT na materiały
budowlane w szczególności.
• Ulgi: termo modernizacyjna i remontowa mające na celu poprawę stanu technicznego
posiadanych zasobów mieszkaniowych.
• Redukowanie zobowiązań państwa pochodzących jeszcze z lat 70-tych i 80-tych
poprzez wypłatę premii gwarancyjnych, wykup odsetek i kompensacje utraconych przez
właścicieli środków ze względu na wprowadzenie czynszów regulowanych.
• Skonstruowanie systemu wsparcia dla Towarzystw Budownictwa Społecznego.
• Zapewnienie stabilności ekonomicznej państwa, której skutkiem było otwarcie rynku
dla banków komercyjnych udzielających kredyty hipoteczne oraz reforma finansów
publicznych, zakładająca rezygnację z ulg podatkowych i decentralizację kompetencji i
środków na szczebel gminny.
• Prywatyzacja mieszkań komunalnych i spółdzielczych.
• Od 2008 roku działania rządowe mające na celu długofalowe wsparcie dla gmin
w rozbudowie infrastruktury towarzyszącej budownictwu mieszkaniowemu.
Borykamy się jednak ciągle z wieloma olbrzymimi problemami. Należy tutaj zwrócić
szczególna uwagę na fakt, iż nasze problemy są znamiennie inne, a przez to nieporównywalne
do tych które dotykają państwa Europy Zachodniej. Najważniejszym z nich jest deficyt
mieszkań. Pomiędzy rokiem 2003, a 2009 oddano w Polsce do użytkowania około 950 tys.
mieszkań, przy czym w tym samym czasie przybył w Polsce ponad 1 100 tys. gospodarstw
domowych. Aktualny deficyt mieszkaniowy określany do celów statystycznych wynosi
około 1 850 tys. mieszkań i nawet po korekcie tej wartości o tzw. szarą strefę, dotyczącą
najmu oraz budynki faktycznie zasiedlone lecz nie zgłoszone do użytkowania, można
spokojnie określić go na około 1 500 tys. mieszkań. Powodem tak wielkich braków
jest niedostateczna dostępność mieszkań, czyli niemożliwość zaspokojenia potrzeb
mieszkaniowych przez gospodarstwa domowe. Niewystarczające dochody społeczeństwa,
niedostępność preferencyjnych kredytów oraz wysokie koszty budowy nowych mieszkań
powodują, że tylko niewielka część społeczeństwa może nabyć mieszkania na warunkach
rynkowych. Z drugiej strony bardzo duże znaczenie ma również fatalny stan techniczny
zasobów mieszkaniowych które posiadamy. Wskaźniki takie jak wyposażenie mieszkań
w instalacje techniczne czy ilość osób na jedno mieszkanie wyraźnie pokazują jak bardzo
odbiegamy od państw Unii Europejskiej pod tym względem. Szczególnie dotyczy to terenów
wiejskich, gdzie poprawa następuje bardzo powoli.2
2 Nieruchomości w Polsce. Pośrednictwo i zarządzanie. Kompendium, Red. W.J. Brzeski, Warszawa-Kraków,
Europejski Instytut Nieruchomości, 2008.
260
TOM III.indd 260
3/9/12 4:49 AM
Perspektywy rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Polsce...
Wyniki
Według twórców Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju budownictwa
mieszkaniowego do 2020 roku są dokumentem określającym podstawowe zasady polityki
wsparcia dla tego sektora gospodarki. Zidentyfikowano w nim obszary wymagające
interwencji państwa, wyodrębniono segmenty rynku mieszkaniowego oraz omówiono
kwestie sposoby regulacji cyklu inwestycyjno-budowlanego, kładąc szczególny nacisk na
proces planowania przestrzennego. Zaproponowana polityka wsparcia mieszkalnictwa
w okresie najbliższych 10 lat skoncentrowana będzie na następujących celach:
• Likwidacja deficytów w ilości lokali socjalnych i innych w zakresie pomocy społecznej
• Zwiększenie podaży mieszkań w segmencie mieszkań na wynajem i budownictwie własnościowym.
• Eliminacja ryzyk związanych z rozwojem prywatnego budownictwa na wynajem.
• Obniżenie kosztów budowy mieszkań i racjonalizacja przestrzenno-funkcjonalna
nowych zasobów mieszkaniowych poprzez stworzenie zasobu uzbrojonych terenów pod
budownictwo mieszkaniowe.
• Likwidacja luki remontowej.
• Ograniczenie zapotrzebowania na energię w sektorze mieszkaniowym.
• Racjonalizację sposobu zagospodarowania zasobami publicznymi i TBS.3
Konkretnie program przewiduje następujące rozwiązania:4
1. W segmencie pierwszym – dotyczącym budownictwa socjalnego zakłada się,
uczestnictwo państwa w powstawaniu noclegowni, domów dla osób bezdomnych
i tworzeniu lokali socjalnych. Jest to kontynuacja programu, przewidującego
możliwość zasilania inwestycji z Funduszu Dopłat w wysokości od 30 do 50% kosztów
przedsięwzięcia. Proponuje się rozszerzenie możliwości ubiegania się o pomoc o innych
inwestorów budownictwa socjalnego niż tylko gminy. Ważna jest również propozycja
mówiąca o wyodrębnieniu oddzielnego funduszu celowego przeznaczonego tylko na
tworzenie noclegowni i domów dla bezdomnych.
2. W segmencie drugim – dotyczącym społecznego budownictwa na wynajem, planuje się
realizacje mieszkań na wynajem, z docelowym przeniesieniem własności na najemcę, który
partycypował będzie w kosztach budowy. Program ten będący nowością na polskim rynku
nazywany jest SGM – Społeczne Grupy Mieszkaniowe. Adresatami tej formy budownictwa
będą osoby i rodziny posiadające dochody uniemożliwiające zaciągnięcie kredytu
komercyjnego oraz osoby młode, chcące w przyszłości założyć rodzinę. Zakłada się ponadto
zmodernizowanie obecnie funkcjonującego system TBS poprzez wprowadzenie istotnych
zmian w zasadach ustalania czynszów oraz sposobach łączenia, podziału, rozwiązania
i ogłaszania upadłości przez TBS. Zmiany te mają służyć zwiększeniu bezpieczeństwa
i ochronie najemców. Nadal udzielane będą preferencyjne kredyty dla TBS i spółdzielni
3 A. Młyńczak (2011). Wspieranie Budownictwa Mieszkaniowego do 2020 r. [Online]. Sejm RP. Protokół dostępu: www.
mlynczak.pl/new/index.php?option=com_content&view=article&id=179:rzdowy-program-wspierania-budownictwamieszkaniowego-do-2020-r&catid=49:budownictwo-mieszkaniowe-do-2020&Itemid=97 [05.06.2011].
4 Projekt ustawy: Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego
do 2020 roku. [Online] Protokół dostępu: http://bip.mi.gov.pl/pl/bip/projekty_aktow_prawnych/projekty_ustawy_
mieszkalnictwo_i_gospodarka_komunalna/bs_mieszk2020/px_m25102010.pdf [05.06.2011]
261
TOM III.indd 261
3/9/12 4:49 AM
Tadeusz Konrad Grabowski
mieszkaniowych oraz kontynuowane będzie wsparcie przy budowie mieszkań chronionych.
3. W segmencie trzecim – odnoszącym się do społecznego budownictwa własnościowego,
czyli tak zwanego programu „Rodzina na swoim”, zakłada się skorygowanie tego
funkcjonującego od 2006 roku projektu. Przewiduje się ograniczenie wieku beneficjentów
do 35 lat, ograniczenie transakcji do rynku pierwotnego, znacząca korektę wskaźników
kosztów budowy i pozbawienie prawa do dopłat w przypadku uzyskania innego lokalu
z wyjątkiem nabycia spadku. Proponuje się również składanie wniosków o kredyt tylko
do 2012, co tak naprawdę jest sposobem na całkowite wygaszenie tego programu.
4. W kwestii utrzymania zasobów mieszkaniowych, kontynuowane będzie wsparcie inwestycji termo
modernizacyjnych i remontowych w postaci premii lub spłaty części kredytu, zasilane z Funduszu
Termomodernizacji i Remontów. Planowane jest również wprowadzenie dodatkowego wsparcia dla
właścicieli budynków, które w przeszłości objęte były czynsze regulowanym.
5. Jeżeli chodzi o ogólne instrumenty sektorowe to proponuje się utrzymanie obniżonej
8% stawki podatku VAT w budownictwie społecznym dla budynków mieszkalnych
jednorodzinnych do 300 m2 i lokali mieszkalnych do 150 m2. Bardzo ważnym jest również
wsparcie dla rozwoju infrastruktury towarzyszącej budownictwu mieszkaniowemu poprzez
dofinansowanie kosztów jej budowy na poziomie 15%. Zaproponowanym formom pomocy
towarzyszyć mają korekty obowiązujących przepisów prawa oraz całkiem nowe rozwiązania
prawne. Niezbędne jest tez przygotowanie bardziej racjonalnych rozwiązań w kwestiach
zagospodarowanie przestrzennego czy polityki regionalnej bezpośrednio z nim związanej.
6. Wprowadzenie nowego na polskim rynku instrumentu finansowego zwanego odwrócona
hipoteką. Rozwiązanie to adresowane do osób starszych w zamian za przepisanie
swojego mieszkania na rzecz banku będą otrzymywać od banku określoną kwotę,
jednorazowo lub ratalnie. Osoby te musza oczywiście posiadać prawo do lokalu –
własności lub wieczystego użytkowania ewentualnie spółdzielcze własnościowe prawo
do lokalu. Po śmierci właściciela jego spadkobiercy będą mieli możliwość albo spłaty
zaciągniętego kredytu i zachowania lokalu albo oddania nieruchomości kredytodawcy.
Ta forma zabezpieczenia starości dla osób starszych jest bardzo rozpowszechniona na
w państwach zachodnich i można tylko żałować ze wchodzi na polski rynek tak późno.
7. W dokumencie określono również kierunki zmian zasad regulujących rynek wynajmu
mieszkań. Zmieniono definicję mieszkaniowego zasobu gminy i publicznego zasobu
mieszkaniowego. Tym samym zawężając zasób wyłącznie do lokali, w stosunku do których
gmina posiada tytuł własności lub posiadanych samoistnie. Umożliwiono gminie i innym
jednostkom samorządu terytorialnego zawieranie umów najmu lokali mieszkalnych na
czas oznaczony. Wprowadzono zasadę, że czynsz w publicznym zasobie mieszkaniowym
powinien pokrywać co najmniej koszty utrzymania nieruchomości. Oddano do wyłącznej
właściwości sadów orzekanie o uprawnieniach do otrzymania lokalu socjalnego.
Zreformowano system dodatków mieszkaniowych, priorytetowo traktując lokatorów.
8. W ramach działań towarzyszących racjonalizacji struktury wydatków budżetowych
zakłada się realizację pomocy państwa w spłacie zadłużenia z tytułu kredytów
mieszkaniowych zaciągniętych przez spółdzielnie przed 31.05.1992 roku oraz dalsze
wypłacanie premii gwarancyjnej właścicielom książeczek mieszkaniowych z związku
z likwidacją tych książeczek na cele mieszkaniowe.5
5 A. Młyńczak (2011). Wspieranie Budownictwa Mieszkaniowego do 2020 r. [Online]. Sejm RP. Protokół dostępu:
http://www.mlynczak.pl/new/index.php?option=com_content&view=article&id=179:rzdowy-program-wspierania-
262
TOM III.indd 262
3/9/12 4:49 AM
Perspektywy rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Polsce...
Dyskusja
Znaczenie tego dokumentu dla przyszłego rozwoju sektora budownictwa mieszkaniowego
jest kluczowe. W zamyśle rządu dokument: „…jasno i precyzyjnie określa podstawowe
zasady polityki wsparcia budownictwa mieszkaniowego z budżetu państwa w perspektywie
najbliższych 10 lat oraz diagnozuje podstawowe problemy sektora mieszkaniowego,
określa obszary wymagające interwencji państwa, a także wskazuje możliwości działania
w określonych segmentach budownictwa mieszkaniowego, takich jak budownictwo socjalne,
budownictwo społeczne czy budownictwo własnościowe.” Można mieć jednak wiele
wątpliwości co do jakości tego tekstu. Jak słusznie podkreślają środowiska samorządowe
i specjaliści z dziedziny mieszkalnictwa w „Deklaracji uczestników VI Forum Mieszkalnictwa
i Rewitalizacji” odnoszącej się do rządowego dokumentu, należy zwrócić uwagę
w szczególności na następujące mankamenty tego programu.
••
Nieuwzględnienie rozwarstwienia społecznego i różnic w układzie dochodowym ludności
w odniesieniu do ich potrzeb mieszkaniowych. Tak karygodne zaniedbanie widoczne wręcz
gołym okiem prawdopodobnie bierze się po prostu z pobieżnego traktowania tego tematu przez
władze. Analizując sytuacje mieszkaniową obywateli należy traktować bowiem ten problem bardzo
poważnie. Inne potrzeby ma wielodzietna rodzina o najniższych dochodach, a inne samotne starsze
osoby pozostające bez dachu nad głową. Wsparcie powinno być adresowane do konkretnych grup
społecznych aby było skuteczne. Programy odnoszące się do ogółu obywateli w olbrzymiej części
przypadków w dalszym okresie funkcjonowania są coraz bardziej obcinane wraz z kolejnymi
cięciami budżetowymi i po kilku latach okazuje się że sens ich funkcjonowania został całkowicie
wypaczony i zamiast pomagać potrzebującym rodzą kolejne patologie.
••
Brak szczegółowego programu finansowania rozwoju sektora mieszkaniowego wraz
z harmonogramem działań. Publiczne programy finansowania rozwoju sektora czynszowego
budownictwa mieszkaniowego stanowią podstawę do aktywizacji całej gospodarki mieszkaniowej.
Nie mogą więc pozostać w oderwaniu od planów budżetowych państwa na kolejne 10 lat.
W pierwszych latach trzeba liczyć się z wyraźnie zwiększonymi kosztami całego przedsięwzięcia,
ale już w następnych ta aktywizacja może stanowić wyraźne źródło napływu środków do budżetu
państwa. Dlatego tak ważne jest odpowiednie ustalenie harmonogramu działań wymienionych
w programie. Jako szczególnie istotne należy również określić stabilność całego procesu wsparcia ze
względu na wydłużony cykl inwestycyjny w budownictwie względem innych sektorów gospodarki.
Dokument opracowany przez rząd zrzuca większość odpowiedzialności na gminy z drugiej strony
nie dając im żadnego wyraźnego wsparcia w tych działaniach. Nie określa ani wysokości wsparcia,
ani sposobu wydatkowania, ani terminów wprowadzania kolejnych instrumentów.
••
Pominięcie opinii środowisk samorządu terytorialnego wobec niektórych proponowanych
rozwiązań finansowych, instytucjonalnych i regulacyjnych, dotyczących w szczególności
sposobu finansowania proponowanych instrumentów. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że były
prowadzone szeroko pojęte konsultacje społeczne przed zaproponowaniem praktycznie wszystkich
z zaproponowanych rozwiązań. Jednak krytyka jaka spadła ze strony samorządów terytorialnych
na niektóre propozycje, jak np. formułę społecznych grup mieszkaniowych czy propozycje
prywatyzacji społecznych mieszkań czynszowych, została całkowicie pominięta. Niedopasowanie
do podstawowych zadań jednostek samorządów terytorialnych i brak przeprowadzenia właściwych
analiz ekonomicznych, mogących pokazać jak kosztowne mogą to być pomysły, to tylko pierwsze
z brzegu zarzuty na jakie został narażony ten dokument w wyniku tego zaniechania.6
budownictwa-mieszkaniowego-do-2020-r&catid=49:budownictwo-mieszkaniowe-do-2020&Itemid=97 [05.06.2011].
6 Nieruchomości w Polsce. Pośrednictwo i zarządzanie. Kompendium, Red. W.J. Brzeski, Warszawa-Kraków,
263
TOM III.indd 263
3/9/12 4:49 AM
Tadeusz Konrad Grabowski
••
Odłożenie w czasie problemów związanych z tak zwaną „luką remontową” powiększającą się
praktycznie we wszystkich sektorach mieszkalnictwa, a szczególnie w zasobach publicznych,
poprzez określenie stosunkowo niskiego priorytetu działań względem tych braków i odłożenie
gruntownej modernizacji przeprowadzonej modelowo na początku nowego stulecia we wschodnich
landach Niemiec. Niedogodności w tym przypadku dotyczą przede wszystkim niskiego standardu
tych mieszkań, małej efektywności energetycznej oraz po prostu wyraźnego zaniedbania tych
zasobów stanowiącego często barierę w zrównoważonym rozwoju miast. Gminy na przykład
powinny uzyskać możliwość refinansowania części inwestycji remontowych podejmowanych w
nieruchomościach zabytkowych.
••
Pominięcie kwestii wsparcia inwestycji mieszkaniowych realizowanych w ramach programów
rewitalizacyjnych. Pomimo że remonty i adaptacji prowadzone w trakcie rewitalizacji są ich
kluczowym elementem, obecnie są one pozbawione możliwości wsparcia z osi priorytetowych
Regionalnych Programów Operacyjnych. Rewitalizacje szczególnie w dużych miastach są
podstawowym elementem ożywiania tkanki miejskiej i przywracania blasku miejscom zaniedbanym.
Brak odpowiedniego wsparcia czy to z jednostek samorządu terytorialnego czy bezpośrednio
z budżetu państwa może okazać się w najbliższych latach przesłanką do zaprzestania tych jakże
potrzebnych działań.
••
Nie określenie całościowego planu będącego podstawą programów przygotowania gruntów pod
budownictwo mieszkaniowe. Praktyczny brak jakiejkolwiek polityki osiedleńczej, powolne
przygotowywanie planów zagospodarowywania dla miast oraz brak długofalowego planowania
w kwestiach mieszkaniowych, jest wielkim utrudnieniem dla inwestorów. Koncentracja
budownictwa mieszkaniowego na intensywnie zabudowanych terenach wcześniej wyposażonych
w odpowiednia infrastrukturę i zaplecze techniczne odciążyłoby znacząco gminy i przyspieszyło
wypełnianie deficytu mieszkaniowego w Polsce. Niewłaściwym jest odłożenie programu wsparcia
infrastruktury towarzyszącej budownictwu mieszkaniowemu na kolejne pięć lat.
••
Ostatnim ale jakże ważnym dla kupujących mieszkania może się okazać postulat dotyczący ciągłości
funkcjonowania programów polityki społecznej. Dokument został opracowany w 2010, wszedł
w życie w marcu 2011, a jego realne działanie ze względu na nieumieszczenie go w budżecie 2012
roku będziemy mogli odczuć dopiero na przełomie 2013 i 2014 roku. Niezasadnym wydaje się więc
pisanie programu tylko na kilka lat. Koniecznym wydaje się przyspieszenie prac legislacyjnych
celem zminimalizowania poślizgu jaki już na starcie jest częścią składową tego programu aby 10
lat nie okazało się, że pisanie go nie miało sensu. 7
Oczywiście powyższe zestawienie stanowi tylko o najważniejszych zarzutach wobec
dokumentu przyjętego 4 marca 2011: Główne problemy, cele i kierunki programu
wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego do 2020 roku. Z czym jednak się można
zgodzić analizując ten dokument? Przede wszystkim sam kierunek jaki nakreśla ten tekst
jest właściwy. Zmiany w rozwiązaniach prawnych jakie maja na jego podstawie zostać
wprowadzone są całkowicie słuszne. Stopniowe wygaszanie finansowania zobowiązań z lat
dziewięćdziesiątych w rodzaju premii gwarancyjnych i wykupu odsetek od kredytów to także
kwestie bardzo ważne, pozwalające zamknąć pewien rozdział w historii mieszkalnictwa8.
Europejski Instytut Nieruchomości, 2008.
7 Projekt ustawy: Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego do
2020 roku . [Online] Protokół dostępu: http://bip.mi.gov.pl/pl/bip/projekty_aktow_prawnych/projekty_ustaw/ ustawy_
mieszkalnictwo_i_gospodarka_px_m25102010.pdf [05.06.2011]
8 Deklaracja uczestników VI Forum Mieszkalnictwa i Rewitalizacji w sprawie rządowego programu polityki
mieszkaniowej Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju budownictwa mieszkaniowego do 2020
264
TOM III.indd 264
3/9/12 4:49 AM
Perspektywy rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Polsce...
Wnioski
Każda osoba potrzebuje przysłowiowego „dachu nad głową”, potrzeby mieszkaniowe
można, więc określić jako powszechne, dotyczące każdej grupy społecznej. Uzyskanie
własnego mieszkania lub najem go na zasadach czynszowych wymaga ponoszenia przez
wiele lat bardzo dużych wydatków często będących główną częścią naszego domowego
budżetu. Niestety wydatki te coraz części okazują się zbyt wysokie dla najbiedniejszych grup
społecznych, dlatego ciężar odpowiedzialności za spełnienie tych potrzeb spada na państwo,
konstytucyjnie do tego zobowiązane. Zgodnie z art. 75 ust. 1 Konstytucji władze publiczne
zobowiązane są do prowadzenia polityki sprzyjającej zaspokajaniu potrzeb mieszkaniowych
jakie maja obywatele, a w szczególności przeciwdziałaniu bezdomności, wspieraniu
rozwoju budownictwa socjalnego oraz popieraniu działania obywateli zmierzającego do
uzyskania własnego mieszkania. Dokument, który został poddany szczegółowej analizie
w tej publikacji pomimo licznych niedociągnięć jest krokiem w dobrą stronę. Nie jest jednak
reformą rozwiązującą wszystkie problemy, na którą musimy jeszcze poczekać.
Literatura
Deklaracja uczestników VI Forum Mieszkalnictwa i Rewitalizacji w sprawie rządowego programu
polityki mieszkaniowej Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju
budownictwa mieszkaniowego do 2020 roku, Sosnowiec, Śląski Związek Gmin i Powiatów,
2011.[Online] Protokół dostępu: http://www.sosnowiec.pl/_upload/file/DEKLARACJA%20
wersja%201_2.doc [05.06.2011]
K. Kukuła, Elementy statystyki w zadaniach, PWN, Warszawa 1998, 2003.
A. Młyńczak (2011). Wspieranie Budownictwa Mieszkaniowego do 2020 r. [Online]. Sejm
RP. Protokół dostępu: http://www.mlynczak.pl/new/index.php?option=com_content&vie
w=article&id=179:rzdowy-program-wspierania-budownictwa-mieszkaniowego-do-2020r&catid=49:budownictwo-mieszkaniowe-do-2020&Itemid=97 [05.06.2011].
Projekt ustawy: Główne problemy, cele i kierunki programu wspierania rozwoju budownictwa
mieszkaniowego do 2020 roku . [Online] Protokół dostępu: http://bip.mi.gov.pl/pl/bip/projekty_
aktow_prawnych/projekty_ustaw/ustawy_mieszkalnictwo_i_gospodarka_komunalna/bs_
mieszk2020/px_m25102010.pdf [05.06.2011]
Nieruchomości w Polsce. Pośrednictwo i zarządzanie. Kompendium, Red. W.J. Brzeski, WarszawaKraków, Europejski Instytut Nieruchomości, 2008.
Adres do korespondencji:
Tadeusz Konrad Grabowski
Katedra Statystyki Matematycznej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków
e-mail:
roku, Sosnowiec, Śląski Związek Gmin i Powiatów, 2011.[Online] Protokół dostępu: www.sosnowiec.pl/_upload/file/
DEKLARACJA%20wersja%201_2.doc [05.06.2011]
265
TOM III.indd 265
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 266
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Kornalska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.267-273
ISSN 1895-4421
SYSTEMY MOTYWOWANIA PRACOWNIKÓW W ORGANIZACJI
System of motivating employees in the organization
Abstrakt: Motywowanie jest jedną z istotnych funkcji kierowania organizacją. Skuteczne motywowanie
wzmaga zadowolenie pracownika z wykonywanych zadań jak i kierownika z realizacji funkcji kierowniczych.
Celem opracowania jest ukazanie technik motywowania stosowanych w organizacjach. Materiał
źródłowy stanowią badania ankietowe pracowników wykonawczych. Dotyczyły one zarówno problemów
motywowania materialnego jak i niematerialnego a także obszarów zadowolenia z pracy. Zwrócono uwagę
nie tylko na motywatory ale także i na znaczenie demotywatorów, które w ocenie pracowników uznawane są
jako istotne. Ponadto zakres opracowania obejmuje analizę i ocenę czynników wywołujących zadowolenie
i niezadowolenie z pracy. Ukazano rolę menedżera w motywowaniu podwładnych poprzez powiązanie
motywacji ze stylami kierowania. Sporządzono ranking najważniejszych motywatorów i demotywatorów
wskazanych przez respondentów w płaszczyźnie inspirowania materialnego i niematerialnego. Wyniki badań
wskazują, że pracownicy na stanowiskach niekierowniczych interesują się problematyką motywowania
a w szczególności skutecznością inspirowania ich do pracy przez bezpośredniego przełożonego.
Słowa kluczowe: motywowanie, motywowanie materialne i niematerialne
Summary: Motivation is one of the essential functions of the institution. Effective motivation increases
employee satisfaction with the tasks and the manager the implementation of managerial functions. The
purpose of this paper is to present the techniques used to motivate an organization. The source material
are implementing employee surveys. They concerned both the problems of motivating material as and
immaterial as well as the areas of job satisfaction. Attention was paid not only on but also the motivators
and the importance not motivators which in the opinion of employees are regarded as important. Moreover,
the scope includes the development of analysis and assessment of the factors causing satisfaction and
dissatisfaction with work. It shows the role of manager in motivating subordinates by linking motivation
with styles of management. For ranking the most important motivators and not motivators identified
by respondents in the plane of tangible and immaterial inspiration. The results show that workers in
positions non managerial interested in the issues of motivation and in particular the effectiveness of
inspiring them to work by the immediate supervisor.
Key words: motivation, material motivation, immaterial
267
TOM III.indd 267
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Kornalska
Wstęp
Motywacja jest złożonym procesem, którego kierowanie wymaga szerokiej wiedzy
i umiejętności dotyczących wielu dziedzin, począwszy od psychologii a skończywszy
na zarządzaniu zasobami ludzkimi [Penc J. 1996]9. Dla pracodawców motywacja to
psychologiczny stan przyczyniający się do określenia stopnia zaangażowania pracownika
w swoją pracę. Stanowi wewnętrzną siłę, od wielkości której zależy intensywność i trwałość
wysiłków decydujących o gotowości do pracy. Obejmuje czynniki powodujące określone
zachowania ludzi zmierzające w wyznaczonym kierunku. Im silniejszą motywację posiada
pracownik, tym zwiększa się jego upór w dążeniu do osiągnięcia założonego rezultatu, biorąc
oczywiście pod uwagę wyznaczone cele przy jednoczesnej ocenie możliwości ich realizacji
z uwzględnieniem swojego poziomu działania.
Proces motywacyjny, jako proces, który wpływa jednocześnie na sferę psychologiczną
i socjologiczną pracownika, na jego życie zawodowe i osobiste, na dobro organizacji
i pracownika od dawna stanowi przedmiot zainteresowań naukowców i osób odpowiedzialnych
za zarządzanie zasobami ludzkimi. Motywacja pracowników jest uznawana jako pośrednie
narzędzie generowania zysków przez firmę i osiągania zamierzonych celów.
Motywowanie jest jedną z najważniejszych funkcji zarządzania, wykorzystującą celowe
oddziaływanie na pracowników dzięki znajomości czynników, które na nich mają wpływ
oraz kształtujących ich środowisko życia i pracy.10
Aby skutecznie pobudzać pracownika do efektywnej pracy należy poznać jego charakter
oraz jego potrzeby. Motywowanie go do pracy stanie się wówczas łatwiejsze. Biorąc jednak
pod uwagę, iż zachowania ludzi są skomplikowane, czasem wręcz nieracjonalne, niełatwe
jest poznanie i zrozumienie ich motywacji.11 Nie można dać jednoznacznej odpowiedzi,
odnoszącej się identycznie do wszystkich pracowników, co inspiruje ich do działania, jakie
czynniki sprawią, że będą efektywnie pracować. Wiadome jest natomiast, że zaspokajanie
potrzeb pracownika może stymulować go do działania. Kierownik musi być osobą elastyczną,
musi sięgać zarówno po nagrody zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Musi nawiązywać kontakt
z pracownikiem, dotrzeć do niego, próbując również odkryć jego motywację osobistą.
Kierownik powinien poznać cele i ambicje pracownika i umieć je wykorzystać dla dobra
firmy. Musi sprawnie połączyć cele indywidualne pracowników z celami firmy, wówczas
łatwiej będzie wyzwolić wśród pracowników motywację oraz sprawnie zarządzać firmą.
W procesie motywacji nie można ograniczać się jedynie do motywacji płacowej, gdyż
w którymś momencie przestanie być ona efektywna. Proces motywacji oparty jest na kilku
teoriach i modelach motywacji:
1. teorie treści – dotyczą zwrócenia szczególnej uwagi na wewnętrzne potrzeby pracowników oraz
dążenie do ich zaspokojenia. Starają się uzyskać odpowiedź na pytanie: co zmusza ludzi do
działania?
2. teorie procesu – pozwalają odpowiedzieć na pytanie jak uruchamiane jest działanie ludzkie, służące
zaspokojeniu potrzeb, w którą stronę jest ono ukierunkowane, jak podtrzymywane i wygaszane?
9 Penc J. 1996, Motywowanie w zarządzaniu, wyd. Profesjonalnej Szkoły Biznesu, Kraków, s. 136
10 Pocztowski A., 1998, Zarządzanie zasobami ludzkimi. Zarys problematyki i metod, Oficyna
Wydawnicza Antykwa, Kraków-Kluczbork, s. 117
11 Bartkowiak G., Januszek H., 1997, Umiejętności kierownicze, wyd. AE w Poznaniu, Poznań, s. 37
268
TOM III.indd 268
3/9/12 4:49 AM
Systemy motywowańia pracowników organizacji
Ten rodzaj teorii pozwala zrozumieć proces podejmowania decyzji przez pracowników oraz jaką
rolę odgrywają dla nich aspiracje, nagrody i kary czy preferencje. Teorie procesu obejmują: teorię
wartości oczekiwanej, teorię sprawiedliwego nagradzania, teorię wyznaczania celów.
3. teorie wzmocnienia pozytywnego – mówiące o tym, że zachowaniami ludzi steruje środowisko
społeczne. Według tej teorii kierowanie ludźmi może odbywać się poprzez manipulację środowiskiem.
Pozytywne wzmacnianie, uczenie unikania, wygaszanie oraz karanie to najważniejsze techniki
modyfikacji zachowań ludzkich.
Najbardziej znanymi modelami motywacji są:
1. model tradycyjny – zakłada, iż pracownik z natury swojej jest leniwy, często nieuczciwy, nie posiada
wyznaczonego celu w życiu, a praca jest dla niego przymusem. Aby zachęcić takich pracowników
do podjęcia odpowiedzialności za swoją pracę i zmobilizować do działania należy im płacić często
zbyt wysokie pensje czy nagrody.
2. model stosunków współdziałania – zakłada, że ludzie pragną czuć się potrzebni, chcą przynależności
i poczucia, że są jednostkami indywidualnymi. Praca dla nich jest celem samym w sobie a pieniądze
przestały spełniać rolę motywacyjną. Motywacją dla pracowników jest interesująca praca oraz
kreatywne zadania, natomiast rutyna w wykonywaniu zadań ma działanie demotywujące.
3. model zasobów ludzkich – związany jest z koncepcją współdziałania i zachęcania pracowników
do udziału w zarządzaniu organizacją zwiększając im poziom obowiązków a co za tym idzie
odpowiedzialności. Rola kierownika w tym modelu jest bardzo istotna a sprowadza się do współpracy
z pracownikami, dzieleniem się z nimi odpowiedzialnością za osiąganie celów firmy, rozszerzając
zakres samokierowania u podwładnych. Powoduje to wśród pracowników efektywniejsze działanie
na rzecz firmy oraz zadowolenie z wykonywanej pracy.
Poza tradycyjnymi metodami i teoriami motywacji pojawiły się ostatnio nowe podejścia:
teoria ustalania celów (przełożeni wraz z podwładnymi w sposób systematyczny ustalają
cele dla podwładnych) oraz podejście japońskie (polega na wytworzeniu i utrzymaniu
partnerskich stosunków między pracownikami a kierownictwem).
Zarówno w teoretycznym jak i praktycznym podejściu występują różne sposoby pobudzania
motywacji. Odbywa się to za pomocą bodźców negatywnych, wywołując w ten sposób
motywację ujemną bądź bodźców pozytywnych – motywacja pozytywna.
Motywacja ujemna – oparta jest na obawie, lęku. Pracownik zatraca swoje poczucie wartości,
stara się nie narażać kierownikowi zamiast skupiać się na efektywniejszym wykonaniu
swojej pracy. Stosowanie bodźców ujemnych powoduje negatywne zmiany w osobowości
pracownika wywołując w nim pesymistyczne podejście do pracy oraz spadek ambicji.
Następstwem negatywnego motywowania może być, frustracja, depresja pracownika a w
konsekwencji demotywacja.
Motywacja pozytywna – dąży do stwarzania pracownikowi możliwości realizacji jego
celów przy jednoczesnym spełnianiu oczekiwań pracodawcy. Zastosowanie bodźców
pozytywnych sprawia, że pracownik (podwładny) lepiej wykorzystuje swoje możliwości,
stawia sobie wysoko poprzeczkę realizacji celów mocno przy tym angażując się w swoją
pracę. Motywacja pozytywna prowadzi w konsekwencji do maksymalnego wykorzystania
potencjału pracowniczego w dłuższej perspektywie czasowej.
Pracodawca ma szerokie możliwości oddziaływania motywacyjnego na pracowników celem
lepszego wykonywania swojej pracy. W literaturze najczęściej spotykanym podziałem ww.
269
TOM III.indd 269
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Kornalska
czynników jest podział na wewnętrzne i zewnętrzne.12 Wewnętrzne pochodzą z wnętrzna
i osobowości człowieka, wpływają na zachowanie i postępowanie ludzi. Obejmują swobodę
działania, odpowiedzialność, poczucie satysfakcji z pracy, możliwości awansu i uczucie
kontroli nad wykonywaną pracą. Zewnętrzne z kolei to działania na rzecz ludzi.
Inny podział narzędzi motywacji narzędzia klasyfikuje na: środki przymusu (karanie, strach),
środki zachęty (materialne: płace, świadczenia socjalne, premie, niematerialne: możliwość
samorozwoju, awansu, uznania społecznego, prestiż) i środki perswazji (zmiana nawyków,
postaw, odczuć, przyjmuje formę negocjacji, konsultacji).
Materiał i metody
Głównym celem badań było wyodrębnienie najważniejszych motywatorów oraz
demotywatorów w ocenie pracowników. Badaniu kwestionariuszowym poddani zostali
pracownicy jednego z przedsiębiorstw prywatnych sektora gospodarki żywnościowej,
zaliczanych do sektora MSP, zatrudniającego 46 osób obejmującego swoim działaniem
teren województwa świętokrzyskiego. Kwestionariusz ankiety zawierał 20 pytań, wśród
których pracownicy mieli m.in. wskazać najważniejsze dla nich czynniki motywujące jak
i demotywujące co pozwoliło w konsekwencji ustalić ranking tych czynników. Respondenci
stanowili zróżnicowaną grupę ze względu na płeć, wiek i wykształcenie oraz zajmowane stanowisko.
Wyniki wybranych pytań przedstawiały się następująco:
• 89% ankietowanych uznało, że stwierdzenie „dobry pracownik to zmotywowany pracownik”
za prawdziwe i właściwe. W związku z powyższym w sposób identyczny rozkładały się
wyniki odpowiedzi na pytania dotyczące istotności pojęcia motywacja oraz jego zrozumienia.
Dla większości ankietowanych przejrzysty system motywowania jest bardzo ważny i stanowi
podstawę zrozumienia celowości jego stosowania przez przełożonych.
• najbardziej zmotywowani do pracy są najmłodsi pracownicy z wykształceniem wyższym
w grupie wiekowej 23-31 lat.
• w opinii 73% respondentów system motywowania poprzez nagrody i karty nie ma zbyt
dużego wpływu na motywację pracowników. Jednak dla 91% ankietowanych motywacja
pozytywna w znacznym stopniu jest zachętą do efektywniejszego działania. Nagroda
jest zdecydowanie skuteczniejszym sposobem motywowania niż kara.
Najczęściej wybieranych motywatorem była wysokość zarobków, czynnik motywacji
płacowej. Niezależnie od kryterium różniącego respondentów, ankietowani wskazali jako
trzy główne czynniki motywujące: wysokość zarobków, premie, dobra atmosfera w zespole
Świadczyć to może o bardzo dobrym zintegrowaniu zespołu pracownicze.
Wyniku rankingu demotywatorów można doszukiwać się w związku z tym, że 69%
pracowników znajduje się w grupie wiekowej 23-31 lat, a co za tym idzie wynagrodzenie
jest dla nich kluczowym zagadnieniem, ponadto jest to grupa ludzi elastycznych i mobilnych.
12 Kozioł L. Motywacja w pracy-determinanty ekonomiczno-organizacyjne…op.cit, s. 59-60
270
TOM III.indd 270
3/9/12 4:49 AM
Systemy motywowańia pracowników organizacji
Lp.
Motywatory
% wskazań
Miejsce w rankingu
1.
Możliwość ciągłego kontaktu z ludźmi
6,7
5
2.
Sprawiedliwe traktowanie wszystkich pracowników
3,8
6
3.
Dobre warunki pracy
8,1
4
4.
Dobre relacje z przełożonym
4,2
6
5.
Obiektywizm przełożonego
1,0
8
6.
Dobra atmosfera w zespole
9,7
3
7.
Świadomość, że robię rzeczy ważne i potrzebne
4,1
6
8.
Wysokość zarobków
15,9
1
9.
Możliwość wykonywania pracy, którą lubię
6,1
5
10.
Stabilność zatrudnienia
3,4
7
11.
Możliwość osobistego rozwoju i awansu
7,9
4
12.
Premie
12,4
2
13.
Samodzielność w wykonywaniu zadań
5,7
5
14.
Współudział w podejmowaniu ważnych decyzji
2,9
7
15.
Pochwały przełożonych
2,1
7
16.
Możliwość wykorzystania własnych uzdolnień
0,7
8
17.
Opinia kierownika dotycząca jakości pracy
0
18.
Obawa przed karą
0
19.
Opinie klientów
0,3
8
20.
Przestrzeganie praw pracownika
0,8
8
21.
Uregulowany czas pracy
4,2
6
Tab. 1. Ranking najważniejszych motywatorów wskazanych przez respondentów, źródło: opracowanie własne
Lp.
Demotywatory
% wskazań
Miejsce w rankingu
1.
Niskie wynagrodzenie
22,4
1
2.
Niesprawiedliwe/nierówne
traktowanie
pracowników przez kierownictwo
9,1
4
9,7
4
12,9
3
3.
Niepewność zatrudnienia
4.
Brak możliwości rozwoju i awansów
5.
Monotonia
2,7
5
6.
Kary finansowe
10,9
4
7.
Zła organizacja pracy
13,2
3
8.
Nadmiar pracy
19,1
2
Tab. 1. Główne czynniki demotywujące wskazane przez respondentów, źródło: opracowanie własne
.
271
TOM III.indd 271
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Kornalska
Wyniki i dyskusja
• Podstawowym czynnikiem kreowania konkurencyjnej siły firmy jest kapitał ludzki,
któremu kierownik firmy powinien poświęcać szczególną uwagę by osiągać sukcesy dla
przedsiębiorstwa.
• Środki motywacji wywierają ogromny wpływ na zachowania się ludzi w pracy.
Kształtują ich stosunek do pracy, świadomość a także stosunki z przełożonymi w pracy
i współpracownikami. Ich stosowanie powinno być rozsądne aby uniknąć osłabienia
motywacji. Pracownik będzie pracował efektywnie, jeśli będzie odpowiednio zmotywowany
a za osiągnięte wyniki będzie otrzymywał odpowiednią, sprawiedliwą nagrodę.
• W związku z faktem, iż wynagrodzenie jest najważniejszym elementem motywacji
pracowników, należy odpowiednio dobierać proporcje między jego składowymi (płaca
zasadnicza, premia).
• Nawet najlepsza polityka płacowa w firmie może być nieskuteczna jeśli nie zostanie
poparta innymi równie ważnymi motywatorami pozapłacowymi.
• Motywują nas ludzie, a nie systemy. Dobre relacje interpersonalne znaczą więcej niż
pakiety świadczeń socjalnych. Komfortowe biuro, dopłaty do wczasów, samochód
służbowy czy telefon nie motywują nas tak bardzo jak szef, który zauważa i docenia
sukcesy podwładnych.
Adres do korespondencji:
Elżbieta Kornalska
Katedra Zarządzania i Marketingu w Agrobiznesie
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail: [email protected]
272
TOM III.indd 272
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Łyduch
EPISTEME
12/2011, t. II
s.273-278
ISSN 1895-4421
Próba identyfikacji czynników determinujących wynik
finansowy przedsiębiorstw działających w otoczeniu
Operatorów Systemów Dystrybucyjnych
Attempt to identify factors that determine the financial result
of companies operating in the environment of Distribution
System Operators
Abstrakt: Przedsiębiorstwa energetyczne korzystają z usług w zakresie robót elektroenergetycznych
ponieważ same nie posiadają odpowiednich zasobów aby zapewnić długookresowe bezpieczeństwo
funkcjonowania systemu energetycznego. Działalność jednostek gospodarczych w tym otoczeniu
jest specyficzna- silnie uzależniona od inwestycji podejmowanych przez poszczególnych Operatorów
Systemów Dystrybucyjnych. Wiąże się to z szeregiem czynników oddziałujących na wynik finansowy
z działalności podstawowej, obejmujący w szczególności: podaż (liczba przetargów ogłaszanych
przez przedsiębiorstwa energetyczne), popyt (ilość oraz siła konkurencji) oraz warunki pogodowe.
Ich zmienność wymaga dywersyfikacji prowadzonych rodzajów działalności, co niweluje negatywne
oddziaływanie czynników specyficznych.
Słowa kluczowe: rynek energetyczny, wynik ze sprzedaży, dywersyfikacja źródeł przychodów
Summary: The energy companies do not have adequate resources to ensure a long-term energy system
security themselves and therefore they use the services of other subjects in the field of electroenergetic
works. The economic entities activity in this environment is very specific – it is highly dependent on
the investments made by the particular Distribution System Operators. This is involved with a number
of factors that influence the financial result of the core operations, in particular: supply (the number of
tenders held by the energy companies), demand (the number and strength of the competitors) and weather
conditions. Their variability requires a diversification of conducted activities that levels the negative
effects of specific factors.
Key words: energy market, sale result, diversification of income sources
273
TOM III.indd 273
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Łyduch
WSTĘP
Rynek energii elektrycznej w Polsce jest relatywnie młody. Podmioty na nim działające
stosują przepisy Ustawy Prawo Energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 r. z późniejszymi
zmianami. Instytucją normującą pewne aspekty funkcjonowania jest Urząd Regulacji
Energetyki. Prawo Energetyczne nakazuje rozdzielenia zapłaty za energię oraz za usługę jej
przesyłu. Uczestnikami tego rynku są:
• wytwórcy energii elektrycznej - elektrownie i elektrociepłownie,
• podmioty zajmujące się przesyłem energii elektrycznej - Polskie Sieci
Elektroenergetyczne Operator S. A. jako monopolista,
• dystrybutorzy rynku energii elektrycznej - Operatorzy Systemu Dystrybucyjnego,
• spółki obrotu energią elektryczną czyli firmy handlujące energią, które muszą uzyskać
od Urzędu Regulacji Energetyki koncesję na obrót energią elektryczną,
• pozostałe podmioty m.in. klienci, jednostki otoczenia rynku.
Operatorzy Systemu Dystrybucyjnego (OSD) to przedsiębiorstwa energetyczne, których
podstawowa działalność polega na dystrybucji energii elektrycznej. Odpowiedzialni są oni
także, za ruch sieciowy w elektroenergetycznym systemie dystrybucyjnym oraz za bieżące
i długookresowe bezpieczeństwo funkcjonowania systemu polegającego na eksploatacji,
konserwacji, remoncie oraz niezbędnym rozwój sieci dystrybucyjnej i połączeń z innymi
systemami elektroenergetycznymi. Na Górnym Śląsku i w Warszawie funkcję tę sprawuje
Vattanfall Distribution Poland i RWE Stoen Operator. Pozostałe tego typu instytucje
wchodzą w skład czterech funkcjonujących w Polsce grup energetycznych: Polskiej Grupy
Energetycznej, Taurona, Enei i Energi. Na terenie południowo-zachodniej Polski działa
Tauron Polska Energia S.A.
Poszczególni Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych nie są w stanie samodzielnie spełnić
wszystkich powierzonych im funkcji, co powoduje, że zmuszone są one do współpracy
z innymi firmami, świadczącymi usługi w zakresie robót elektroenergetycznych. Relacje
pomiędzy podmiotami tego rynku są specyficzne ze względu na duże uzależnienie od
działań podejmowanych przez OSD. W przypadku braku inwestycji ze strony dystrybutorów,
konieczne staje się prowadzenie dodatkowej działalności przez jednostki wspierające.
Przedsiębiorstwa takie narażone są także na duże wahania wartości produkcji ze względu na
czynniki atmosferyczne.
Celem opracowania jest próba przedstawienia specyficznych uwarunkowań determinujących
wynik finansowy przedsiębiorstw działających w otoczeniu Operatorów Systemów
Dystrybucyjnych.
MATERIAŁ I METODY
Badania przeprowadzono w Przedsiębiorstwie Wielobranżowym „ELTOR” Spółka z o.o.
którego siedziba mieści się w Krakowie. Jest to jednostka gospodarcza działająca w otoczeniu
Turon Polska Energia S.A. Spółka pojawiła się na rynku w 1951 roku jako Przedsiębiorstwo
Państwowe - Zjednoczenie Elektryfikacji Rolnictwa. W obecnym kształcie funkcjonuje
od 1990 roku. Obszarem prowadzonej działalności są województwa: małopolskie i śląskie.
Badana jednostka wykonuje głównie usługi w zakresie projektowania i wykonywania
linii napowietrznych i kablowych o napięciu do 30kV oraz stacji transformatorowych
274
TOM III.indd 274
3/9/12 4:49 AM
Próba identyfikacji czynników determinujących wynik finansowy przedsiębiorstw...
napowietrznych i wnętrzowych, budowy linii teletechnicznych napowietrznych i kablowych.
Świadczy też usługi napraw, badań technicznych, przeglądów rejestracyjnych pojazdów
samochodowych, sprzedażą materiałów służących do budowy linii elektroenergetycznych.
Głównymi zleceniodawcami robót są Zakłady Energetyczne: Kraków, Bielsko-Biała, Będzin.
Przedsiębiorstwo w swej działalności musi sprostać wyzwaniom dużej konkurencji do której
należy zaliczyć: Elektormontaż Kraków S.A., Elektromontaż Rzeszów S.A., ElektromontażPołudnie S.A., Stp. Elbud Sp. z o.o., Zakład Wykonawstwa Sieci Elektrycznych Kraków
S.A., Zakład Wykonawstwa Sieci Elektrycznych Rzeszów sp. z o.o. Na rozpatrywanym
rynku swoją działalność prowadzi także duża liczba małych firm, które mimo niewielkiego
potencjału przerobowego, ograniczającego wykonanie dużych inwestycji, generują dużo
niższe koszty, co zwiększa ich pozycję konkurencyjną. Wśród prywatnych wykonawców
znajduje się m. in. „ELMOR” Liszki, „TOR” Nowy Wiśnicz.
Analizie poddano jedenaście lat funkcjonowania spółki (od 1999 do 2009 roku). W badaniach
wykorzystano dwa elementy sprawozdania finansowego: rachunek zysków i strat oraz informację
dodatkową. Rachunek zysków i strat pozwala na analizę podstawowych źródeł powstawania
zysku lub straty netto. W badanym przedsiębiorstwie w latach 1999 – 2002 był on sporządzany
w wariancie kalkulacyjnym, obecnie jest sporządzany w wariancie porównawczym. Podstawą
oceny jest wynik ze sprzedaży, który stanowi różnicę między przychodami ze sprzedaży
produktów, towarów i materiałów a kosztem własnym sprzedaży.
Koszt własny sprzedaży jest kategorią stosowaną w rachunku kosztów obejmującą koszt
bezpośredniej siły roboczej i bezpośrednich materiałów wykorzystywanych do wytworzenia
produktu [Paterson. 2008]. Specyfika konstruowanego wyniku finansowego powoduje, że
w latach 1999-2002 był sumą kosztu sprzedanych towarów i usług oraz kosztów ogólnych
zarządu, w kolejnych latach stanowił skorygowane o zmianę stanu produktów, koszty
działalności operacyjnej.
Głównym celem informacji dodatkowej jest omówienie i poszerzenie informacji zawartych
w bilansie, rachunku zysków i strat oraz rachunku przepływów pieniężnych.
Zgodnie z art. 48 Ustawy z dnia 29 września 1994 r. o rachunkowości (Dz. U. rok 2006 nr 208
poz. 1540) ta część sprawozdania finansowego służy ujawnieniu m. in.:
• danych uzupełniających dotyczących aktywów i pasywów,
• uzupełniających danych do pozycji rachunku zysków i start a także proponowanego
podziału zysku lub pokrycia straty,
• okoliczności wskazujących na zagrożenie kontynuowania działalności, wraz z opisem
podejmowanych lub planowanych działań mających na celu eliminację istniejących zagrożeń,
• podstawowych informacji dotyczących pracowników i organów jednostki, oraz innych
danych istotnych dla zrozumienia sprawozdania finansowego.
W badaniu wykorzystano elementy analizy finansowej oraz metodę opisową. Pierwsza
z metod jest sposobem zbierania, porządkowania, oceny i interpretacji danych empirycznych
dotyczących wyników i sytuacji finansowej przedsiębiorstwa, prowadzące do wyjaśnienia
przyczyn ich zmian. W artykule wykorzystano metodę indukcyjną - przejście od zjawisk
szczegółowych do zależności ogólnych [Gabrusewicz. 2007]. Metoda opisowa stanowi
podsumowanie zbioru danych i wyciagnięcie pewnych podstawowych wniosków i uogólnień
na temat zbioru [Bednarski. 2007].
275
TOM III.indd 275
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Łyduch
WYNIKI I DYSKUSJA
Badana Spółka prowadzi ewidencję przychodów i kosztów w rozbiciu na poszczególne
działalności. Wyróżniono 5 rodzajów działalności: sprzedaż robót i usług instalacyjnomontażowych, sprzedaż materiałów, usługi stacji diagnostycznej, tachografów oraz warsztatu
samochodowego, sprzedaż - wynajem pomieszczeń oraz usługi transportowo- sprzętowe.
Podstawowa działalność - sprzedaż robót i usług instalacyjno-montażowych - polega
na kompleksowym montażu linii energetycznych kablowych i napowietrznych (niskiego
i średniego napięcia) z przewodami gołymi lub izolowanymi, stacji transformatorowych
(napowietrznych, wnętrzowych i kontenerowych) oraz montaż linii teletechnicznych,
oświetlenia ulicznego, parkowego itp.
Działalnością bezpośrednio związaną ze sprzedażą robót i usług instalacyjno- montażowych
jest sprzedaż materiałów, która obejmuje taki asortyment jak: żerdzie (ŻN, BSW,
wirowane typu E), belki i płyty ustojowe, kable i przewody, konstrukcje do linii NN
i SN, osprzęty sieciowe i kablowe, stacje napowietrzne, rury (DVK, BE, stalowe), wyroby śrubowe.
tys. zł
W rozpatrywanym okresie, największym zmianom ulegał wynik z podstawowej działalności
tj. sprzedaży robót i usług instalacyjno-montażowych (Rycina 1).
Sprzedaż
robót i usług
instalacyjnomontażowych
1900
1800
1700
1600
1500
1400
Dokumentacja
techniczna
1300
1200
1100
1000
Sprzedaż
materiałów
900
800
700
600
Usługi stacji
diagnostycznej
, tachografów
oraz warsztat
samochodowy
Usługi
wynajmu
pomieszczeń
500
400
300
200
100
0
-100
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
-200
-300
Sprzedaż
paliwa
-400
-500
-600
-700
-800
Usługi
transportowo- -900
sprzętowe
-1000
-1100
Wynik ze
sprzedaży
-1200
-1300
-1400
Ryc. 1. Struktura rodzajowa wyniku finansowego brutto w P.W. ELTOR sp. z o.o. w latach 1999-2009
[ tys. zł], źródło danych: opracowanie własne na podstawie danych spółki.
276
TOM III.indd 276
3/9/12 4:49 AM
Próba identyfikacji czynników determinujących wynik finansowy przedsiębiorstw...
Bezpośrednią przyczyną straty, która wystąpiła w okresie od 2002 do 2005 roku był wzrost
cen materiałów. Ciepła zima oraz długi okres prac w terenie zaowocował najlepszym
wynikiem - ponad 1 mln zł (2006 rok). Strata na poziomie 1,23 mln zł w ostatnim z badanych
lat budzi niepokój. Zjawiskiem utrudniającym działalność w tym okresie był zastój inwestycji
w związku z warunkami pogodowymi (długotrwała powódź) oraz trudności w pozyskaniu
nowych robót to czynniki problemowe.
Przedsiębiorstwo dążąc do lepszej pozycji konkurencyjnej względem innych jednostek branży,
wydłużało okres płatności za wykonane usługi (utrzymując zobowiązania krótkoterminowe na wysokim
poziomie) - tym samym otwierało bilans z wysokim poziomem zobowiązań, gdyż największa liczba
przetargów ogłaszanych przez OSD przypada na IV kwartał danego roku. W związku z powyższym
wyniki z podstawowej działalności w Spółce obarczone były pewnym zniekształceniem.
Podobną zależność zaobserwować można w przypadku sprzedaży materiałów. Udział wyniku
z ich sprzedaży był znaczący w tworzeniu zysku w przedsiębiorstwie, jednak od czterech lat
bardzo szybko maleje. Główni inwestorzy dysponują bowiem własnymi zasobami oraz nie
muszą korzystać z zakupu materiałów od Spółki. W ostatnim badanym roku przedsiębiorstwo
poniosło w tym zakresie stratę w wysokości 98,5 tys. zł.
Zysk z wynajmu pomieszczeń dla różnych jednostek gospodarczych w ciągu badanego
okresu utrzymywał się na stabilnym poziomie z niewielkim wzrostem w 2009 roku, kiedy
osiągnął poziom 478,7 tys. zł.
W poszczególnych latach wyniki z usług świadczonych przez stację diagnostyczną oraz
warsztat samochodowy kształtowały się na podobnym poziomie. W 2002 roku rozszerzono
tę działalność o usługi tachografów, dzięki którym w ciągu dwóch lat wygenerowany zysk
uzyskał poziom ponad 270,4 tys. zł (wzrósł o 20%) i był to najwyższy wynik w badanym
okresie. Z powodu silnej konkurencji Firma nie może obecnie sprostać wymaganiom rynku,
czego efektem jest sukcesywny spadek zysku z tej działalności występujący od 2005 roku.
Bogaty park transportowo - maszynowy Spółki - tj. ciągniki siodłowe z naczepami,
samochody ciężarowe skrzyniowe i samowyładowcze, koparko-spycharki, mini koparki,
podnośniki montażowe, świdroustawiacze a nawet dźwigi do 20 ton - przyczynił się do
podjęcia decyzji o rozpoczęciu w 2004 roku świadczenia usług transportowo- sprzętowych.
Upatrywano w tym szansę na zwiększenie ogólnego wyniku Spółki. Poszerzenie oferowanego
asortymentu usług zwiększyło atrakcyjność przedsiębiorstwa dzięki, czemu stało się ono
bardziej konkurencyjne względem licznie powstających w tym okresie, małych jednostek
gospodarczych o podobnym profilu działalności. W 2009 zysk powstały w wyniku tej
sprzedaży wyniósł 42,7 tys. zł.
Spółka stara się nie dopuścić do ogólnego zadłużenia firmy, co można zaobserwować na podstawie
likwidacji działów, które nie przynosiły dochodu (stacja paliw oraz dokumentacja techniczna).
Ogólny wynik ze sprzedaży w rozpatrywanej jednostce gospodarczej w czasie omawianych
11 lat ulegał silnym wahaniom. Największy wpływ na to zjawisko miała podstawowa
działalność. W latach 2002-2005 wzrost cen materiałów oraz zastój inwestycji na rynku
przyczynił się do wygenerowania najniższego w tym okresie wyniku -141,9 tys. zł w 2004
roku. Po wejściu do Unii Europejskiej tendencja uległa zmianie.
Istotny wpływ na działalność przedsiębiorstwa mają także warunki atmosferyczne. Próbę
niwelowania niekorzystnych wahań najlepiej widać w latach 2002-2005. W przedsiębiorstwie
wystąpiła strata ze sprzedaży robót i usług instalacyjno-montażowych - dzięki działalności
dodatkowej, globalnie wygenerowano zysk.
277
TOM III.indd 277
3/9/12 4:49 AM
Katarzyna Łyduch
WNIOSKI
• Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić iż przedsiębiorstwa działające
w otoczeniu poszczególnych Operatorów Systemów Dystrybucyjnych są relatywnie
silnie uzależnione od czynników pogodowych. Determinanta ta przyczynia się do
największych wahań w poziomie wyniku finansowego. Istotne znaczenie odgrywa także
koniunktura rynkowa. Wśród najważniejszych elementów tego czynnika należy także
wymienić ilość inwestycji prowadzonych przez zleceniodawców oraz liczbę drobnych
jednostek gospodarczych funkcjonujących na rozpatrywanym rynku.
• Specyfika rynku wymusza na przedsiębiorstwach także podejmowanie działalności
uzupełniającej, która mimo wszystko tylko w niewielkim stopniu niweluje - spowodowane
czynnikami głównymi - wysokie wahania wyniku.
Literatura
Bednarski L. 2007. Analiza finansowa w przedsiębiorstwie. PWE. Warszawa
Gabrusewicz W. 2007. Podstawy analizy finansowej. PWE. Warszawa
Patterson R. 2008. Kompendium terminów w zakresie rachunkowości po polsku i angielsku. Wyd.
Akademickie i Profesjonalne Spółka z o.o. Warszawa
Ustawa z dnia 29 września 1994 r. o rachunkowości (Dz. U. rok 2006 nr 208 poz. 1540)
Adres do korespondencji:
Katarzyna Łyduch
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Zakład Ekonomiki i Organizacji Rolnictwa, Instytut Społeczno-Ekonomiczny
Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr inż. Artur Kożuch
278
TOM III.indd 278
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Pierzchała
EPISTEME
12/2011, t. II
s.279-284
ISSN 1895-4421
WSPIERANIE INWESTYCJI W GOSPODARSTWACH ROLNYCH WOJEWÓDZTWA
MAŁOPOLSKIEGO W LATACH 2004-2006 Z FUNDUSZY UNII EUROPEJSKIEJ
THE SUPPORT OF THE AGRICULTURAL HOLDINGS` INVESTMENT FROM THE
MAŁOPOLSKA PROVINCE BY THE EUROPEAN UNION FUNDS IN 2004 – 2006
Abstrakt: Głównym celem artykułu było przedstawienie efektów wykorzystania inwestycji
w gospodarstwach rolnych w województwie małopolskim w latach 2004-2006. Przeprowadzone badania
dotyczyły Działania 1.1 Inwestycje w gospodarstwach rolnych realizowanego w ramach Sektorowego
Programu Operacyjnego (SPO-ROL.). Opracowanie przedstawia krótką charakterystykę Programu,
kryteria dostępu do badanego działania, poziom wykorzystania środków przez woj. małopolskie,
strukturę wiekową beneficjentów oraz efekty i cel wydatkowanych środków.
Słowa kluczowe: fundusze UE , inwestycje w gospodarstwach rolnych, województwo małopolskie
Summary: The main purpose of this article was to present the effects of investment usage in the
agricultural holdings in the Małopolska province in 2004 – 2006. The study concerned the activity 1.1
– Investment in the agricultural holdings in the framework of the Sector Operational Programme (SPOROL.). The publication presents shortly the characteristics of the Programme, the criteria of access to
the researched activity, the level of the resources usage by the Małopolska province, the age structure of
beneficiaries and the effects and targets of the expended money.
Key words: EU funds, investment in the agricultural holdings, the Małopolska province.
279
TOM III.indd 279
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Pierzchała
Wstęp
Program Operacyjny „Restrukturyzacja i modernizacja sektora żywnościowego oraz rozwój
obszarów wiejskich, 2004-2006” (SPO-ROL.) stanowił jeden z elementów realizacji strategii
rozwoju społeczno-gospodarczego określonej w Narodowym Planie Rozwoju na lata 20042006 (NPR). Program finansowany był ze środków Unii Europejskiej pochodzących z Sekcji
Orientacji Europejskiego Funduszu Orientacji i Gwarancji Rolnej (EFOiGR) w połączeniu
z krajowymi środkami publicznymi (budżet państwa, środki samorządowe) i środkami
własnymi beneficjentów. Łączne nakłady środków publicznych określono na poziomie
1 787,8 mln euro, z czego 1 192,7 mln euro stanowiły środki Unii Europejskiej, a 595,1 mln
euro krajowe środki publiczne [Wykorzystanie…2008].
Program miał na celu poprawę konkurencyjności oraz trwały i zrównoważony wzrost sektora
rolnego, wsparcie przemysłu przetwórczego w celu poprawy jego pozycji konkurencyjnej
oraz wsparcie wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich. Powyższe cele realizowano
były w ramach trzech priorytetów: „Wspieranie zmian i dostosowań w sektorze rolnożywnościowym”, „Zrównoważony rozwój obszarów wiejskich” oraz „Pomoc Techniczna”
[Wykorzystanie…2008].
Działanie „Inwestycje w gospodarstwach rolnych” oznaczone w SPO kodem 1.1, realizowane
było w ramach Priorytetu 1 „Wsparcie zmian i dostosowanie w sektorze rolno-żywnościowym”.
Celem wsparcia omawianego działania były m.in.: wzrost dochodu rolniczego, poprawa
konkurencyjności gosp., redukcja kosztów produkcji, poprawa organizacji produkcji,
dostosowanie profilu produkcji do wymagań rynku, zwiększenie wartości dodanej produktów
rolnych, poprawa warunków bezpieczeństwa pracy, ochrona i poprawa stanu środowiska
naturalnego oraz poprawa warunków utrzymania zwierząt [Szumski 2007].
Koszty kwalifikowane mogły stanowić inwestycje w różne środki trwałe w gospodarstwach,
w tym: maszyny i urządzenia, budowę i modernizację budynków, zakup zwierząt i zakładanie
pastwisk, zakładanie sadów i inwestycje w przechowalnictwo, a przy pewnych ograniczeniach,
również zakup gruntów i budynków. Maszyny i urządzenia mogły być zarówno nowe jak
i używane [Bielówka i in. 2008]
Beneficjentem pomocy Działania 1.1 „Inwestycje…” były osoby fizyczne, a także osoby
prawne prowadzące działalność rolniczą (potwierdzoną wpisem do rejestru przedsiębiorców
w KRS) jako posiadacze samoistni lub zależni gospodarstwa rolnego [Książyk 2005].
Odbiorca pomocy mógł otrzymać łącznie nie więcej niż 300 tys. zł w okresie programowania.
Poziom pomocy finansowej wynosił maksymalnie [Kania i in. 2005]:
• 50% kosztów kwalifikowalnych, lub
• 60% kosztów kwalifikowalnych, jeśli gosp. położone jest na terenach ONW, lub
• 55% kosztów kwalifikowalnych, jeśli odbiorcą pomocy jest młody rolnik, lub
• 65% kosztów kwalifikowalnych, jeśli gosp. położone jest na terenach ONW i odbiorcą
pomocy jest młody rolnik.
Osoby fizyczne ubiegające się o dofinansowanie musiały mieć odpowiednie wykształcenie.
W przypadku posiadania przez Wnioskodawcę innego niż wyższe lub średnie wykształcenie rolnicze
wymagany był dodatkowo staż pracy w gospodarstwie rolnym. Osoby prawne miały natomiast
obowiązek zatrudniania na stanowisku osoby o odpowiednich kwalifikacjach w celu prawidłowego
prowadzenia działalności rolniczej umożliwiający rozwój gospodarstwa [Książyk 2005].
280
TOM III.indd 280
3/9/12 4:49 AM
Wspieranie inwestycji w gospodarstwach rolnych województwa małopolskiego...
W odniesieniu do gospodarstwa rolnego, podobnie jak w przypadku Wnioskodawcy,
obowiązywały również określone kryteria dostępu. Gospodarstwo musiało m.in. spełniać
kryteria żywotności ekonomicznej oraz minimalne standardy w zakresie higieny, ochrony
środowiska i warunków utrzymania zwierząt [Książyk 2005].
Materiał i metoda
W badaniach wykorzystano dane liczbowe pochodzące z Agencji Restrukturyzacji
i Modernizacji Rolnictwa. Dodatkowe informacje pochodzą z wywiadu z czterema
pracownikami Agencji oraz trzema beneficjentami badanego działania. Analiza danych
obejmuje lata 2004−2006, czyli 3 lat członkostwa Polski w Unii Europejskiej. W publikacji
wykorzystano metodę analizy opisowej oraz syntezy.
Wyniki
W ramach analizowanego działania zrealizowano łącznie 24 250 projektów na kwotę
2 493,2 mln zł (według danych na dzień 30.09.08 r.). Najwięcej projektów zrealizowano w
województwach: mazowieckim 4 055 co stanowi 16,7% ich łącznej liczby, lubelskim – 3
014 (12,4%) oraz wielkopolskim – 2 928 (12,1%). Najmniej projektów zrealizowanych było
w województwach: lubuskim – 266 (1,1%), śląskim – 540 (1,2%) oraz zachodniopomorskim
– 566 (2,3%). Województwo małopolskie uplasowało się 8 miejscu (5%) pod względem
liczby zrealizowanych projektów [Wykorzystanie…2008]. Nienajlepszy wynik woj.
małopolskiego można tłumaczyć niekorzystną strukturą agrarną. Warto przypomnieć, że
średnia powierzchnia gospodarstwa rolnego w 2010 r. wynosiła 3,83 ha (Polska 10,23ha)
[www.arimr.gov.pl].
Najbardziej aktywnymi beneficjentami w województwie małopolskim w pozyskiwaniu
środków w ramach Działania 1.1 byli mężczyźni stanowiący aż 80,2% wszystkich
beneficjentów. Osoby poniżej 25 roku stanowiły jedynie 5,7% wnioskodawców (rys. 1).
Warto podkreślić, że udział osób młodych w populacji właścicieli gospodarstw rolnych jest
niewielki. Niski poziom aktywności ludzi młodych może wynikać z małego doświadczenia
w prowadzeniu gospodarstwa rolnego. Wielu młodych ludzi nie chcę prowadzić gospodarstwa
swoich rodziców i szukają dla siebie innego alternatywnego zajęcia. Z danych przekazanych
przez ARiMR wynika, że jedynie 14,7% gospodarstw było prowadzonych przez młodych
rolników. Najwięcej beneficjentów Działania 1.1 stanowiły osoby w przedziale wiekowym
od 30 do 40 lat (37,5%) oraz 40 do 50 lat (33,7%).
9,5%
5,7%
13,7%
<25 lat
25≤…<30 lat
30≤…<40 lat
33,7%
40≤…<50 lat
37,5%
≤50…<65 lat
Ryc. 1. Struktura wieku beneficjentów Działania 1.1 w woj. Małopolskim, źródło: opracowanie własne
na podstawie danych z ARiMR
281
TOM III.indd 281
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Pierzchała
Zrealizowane projekty dotyczyły przede wszystkim inwestycji, w których głównym
kierunkiem produkcji było ogrodnictwo oraz produkcja sadownicza, aż 46,4% wszystkich
projektów (wyk. 1). W ramach środków publicznych wypłaconych przez ARiMR założono
76,50 ha plantacji wieloletnich. Wnioskodawcy prowadzili również gospodarstwa gdzie
głównym kierunkiem produkcji była trzoda chlewna (15,9%) oraz bydło mleczne (9,8%).
Środki finansowe z Działania 1.1 posłużyły rolnikom do zakupu 156 szt. trzody chlewnej oraz
56 szt. bydła mlecznego. Rolnicy przebudowali i zmodernizowali 124 853,06 m 2 powierzchni
budynków produkcyjnych. Wnioskodawcy zakupili m.in.: 560 ciągników rolniczych oraz
1 852 szt. maszyn i narzędzi oraz środków transportu do produkcji roślinnej i zwierzęcej.
Uprawa zbóż
Ogrodnictwo
0,1
Bydło mleczne
Bydło mięs ne
Trzoda chlewna
Drób
Inna produkcja zwierzęca
Pozos tałe
31,3
15,1
Produkcja s adownicza
Produkcja mies zna
10,8
9,8
1,3
15,9
0,8
2,5
1,3
Ryc. 2. Struktura projektu według głównego kierunku produkcji Działania 1.1 w woj. Małopolskim,
źródło: opracowanie własne na podstawie danych z ARiMR
Gospodarstwa rolne beneficjenta Działania 1.1 w woj. małopolskim w zdecydowanej
większości (83,2%) już w momencie składania wniosków o dofinansowanie realizacji
projektu spełniały kryteria dostępu dotyczące higieny produkcji, dobrostanu zwierząt
i ochrony środowiska. Kryteria żywotności gospodarstw, przyjęte na poziomie minimum
4 ESU [Droździel 2007] było spełnione w przypadku 89,1% (Polska 93,4%) beneficjentów
już w momencie ubiegania się dofinansowanie realizacji projektu.
Projekty, na które zostało przyznane dofinansowanie miały przede wszystkim na celu
poprawę organizacji produkcji - 39,7% wszystkich projektów (tab. 1). Na kolejnych miejscach
uplasowały się projekty, które miały za zadanie zwiększyć dochód z gospodarstwa (24,2%),
zredukować koszty produkcji (13,6%) oraz poprawić konkurencyjność gospodarstw rolnych
(11,3%). Tylko jeden projekt zakładał zwiększenie wartości dodanej produktów rolnych oraz
11 projektów dotyczyło dostosowania profilu produkcji gospodarstw do wymagań rynku.
Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa wypłaciła beneficjentom Działania 1.1
w sumie 91 006,3 tys. zł (rys 2). Najwięcej środków trafiło do powiatów znajdujących się
północnej części województwa: proszowicki 14 380,0 tys. zł, krakowski 12 947,0 tys. zł oraz
miechowski 11 074 tys. zł. Wysoki poziom wykorzystania środków w powiatach północnych
może wynikać z intensywności rolnictwa. Przykład może stanowić powiat proszowicki
gdzie dominuje udział roślin praco- i kapitałochłonnych tj. uprawa pod osłonami. Warto
podkreślić, że w powiatach północnych znajduje się najwięcej produkujących i profesjonalnie
prowadzących gospodarstw rolnych. Powiaty najmniej aktywne w pozyskiwaniu środków to
m.in. tatrzański 71,0 tys. zł, chrzanowski 87,4 tys. zł oraz suski 207,8 tys. zł. Niski poziom
wykorzystania środków w ramach Działania 1.1 ww. powiatach może wynikać z prowadzenia
mało intensywnej lub ekstensywnej produkcji rolniczej.
282
TOM III.indd 282
3/9/12 4:49 AM
Wspieranie inwestycji w gospodarstwach rolnych województwa małopolskiego...
Cel projektu
Zrealizowane projekty
Liczba
%
wzrost dochodu rolniczego
290
24,2
Kwota wypłaconych
środków w tys. zł
23 255,1
redukcja kosztów produkcji
163
13,6
11 008,6
poprawa konkurencyjności
135
11,3
12 267,7
dostosowanie profilu produkcji
gospodarstw do wymagań rynku
11
0,9
840,8
poprawa organizacji produkcji
476
39,7
35 270,8
poprawa jakości produktów rolnych
43
3,6
2 669,0
zwiększenie wartości dodanej
1
0,1
69,8
poprawa standardów:
81
6,7
5 624,5
warunków utrzymania
zwierząt gospodarskich
15
-
-
warunków higieny w
gospodarstwie
58
-
-
ochrona i poprawa stanu
środowiska naturalnego
8
-
-
w tym
Suma
1 200
100,0
91 006,3
Tab. 1. Projekty zrealizowane według celu Działania 1.1 w woj. Małopolskim, źródło: opracowanie
własne na podstawie danych z ARiMR
Ryc. 3. Wypłacone środki w ramach Działania 1.1 w woj. małopolskim z podziałem na powiaty, źródło:
Opracowanie własne na podstawie danych ARiMR
283
TOM III.indd 283
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Pierzchała
Podsumowanie
Województwo małopolskie jest bardzo zróżnicowane pod względem warunków produkcji
rolniczej, co wpływa na poziom wykorzystania środków w ramach Działania 1.1
w poszczególnych powiatach. Gospodarstwa, które prowadzą praco- i kapitałochłonną
produkcję rolniczą częściej korzystają ze środków unijnych. Warto podkreślić, że do
powiatów północnych tj. proszowicki, krakowski oraz miechowski trafiło 42,2% wszystkich
wypłaconych środków. Zrealizowane projekty dotyczyły przede wszystkim inwestycji,
w których głównym kierunkiem produkcji było ogrodnictwo oraz produkcja sadownicza,
aż 46,4% wszystkich projektów. Blisko 40% projektów miało na celu poprawę organizacji
produkcji.
Literatura
Bielówka M. i in. 2008. Małopolska wieś pierwsze lata członkostwa w Unii Europejskiej. Efekty
działań wdrażanych przez ARiMR. Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa
Małopolski Oddział Regionalny. Kraków. 44-45
Droździel L. (red.). 2007. Trzy lata po akcesji. ARiMR. Warszawa. 70-76
Kania J. i in. 2005. Agroturystyka i usługi towarzyszące. Małopolskie Stowarzyszenie Doradztwa
Rolniczego. Kraków. 23
Książyk M. (red.). 2005. Biuletyn Informacyjny. MRiRW oraz ARiMR. Nr 4/2005 (95)
Szumski S. 2007. Wspólna Polityka Rolna Unii Europejskiej. Wydawnictwa Akademickie
i Profesjonalne. Warszawa. 209
Wykorzystanie środków Sektorowego Programu Operacyjnego „Restrukturyzacja i modernizacja
sektora żywnościowego oraz rozwój obszarów wiejskich” w województwach. MRiRW 2008.
www.minrol.gov.pl [z dnia 20.01.2011 r.]
www.arimr.gov.pl [z dnia 20.01.2011 r.]
Adres do korespondencji:
Elżbieta Pierzchała
Zakład Rolnictwa Światowego i Doradztwa
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie,
e-mail: [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Józef Kania, prof. UR
284
TOM III.indd 284
3/9/12 4:49 AM
Agnieszka Prusak
Sylwester Tabor
EPISTEME
12/2011, t. II
s.285-290
ISSN 1895-4421
Ocena kondycji finansowej Grupy Kapitałowej Żywiec S.A.
Evaluation of Grupa Żywiec S.A. Company financial condition
Abstrakt: W pracy przedstawiono analizę finansową jako instrument służący do oceny kondycji
finansowej przedsiębiorstwa oraz wykorzystanie jej wyników w decyzjach dotyczących jego rozwoju.
Przedmiotem badań była Grupa Kapitałowa Żywiec S.A. będąca jedną z czołowych spółek na rynku
piwa w Polsce. Zakres czasowy analizy obejmował lata 2006-2009. Przeprowadzono analizę sytuacji
majątkowej oraz finansowej przedsiębiorstwa, jego wyników finansowych i związaną z tym ocenę
efektywności gospodarowania – rentowności oraz kosztów i przychodów ze sprzedaży. Uzyskane
wyniki wykazały, że przedsiębiorstwo prowadziło rentowną działalność, oraz że spółka była zarządzana
w sposób prawidłowy i ma przed sobą perspektywy rozwoju.
Słowa kluczowe: Grupa Kapitałowa Żywiec S.A., analiza finansowa
Summary: The paper presents a financial analysis as a tool for evaluating the company’s financial
condition and results of its use in decisions concerning its development. The research was Grupa
Żywiec S.A. Company, which is one of the leading brewing company in Poland. The analysis covered
the years 2006-2009 and ranged the property and the company’s financial performance, evaluation of
the effectiveness of management, costs and profitability of sales. The results showed that the company
maintained a profitable business, it has been managed in a proper manner and it is faced with prospects
of development.
Key words: Grupa Żywiec S.A. Company, financial analysis
285
TOM III.indd 285
3/9/12 4:49 AM
Agnieszka Prusak, Sylwester Tabor
Wstęp
Przy wzrastającym poziomie konkurencji firmy coraz częściej odczuwają konieczność
przeprowadzenia oceny kondycji finansowej, będącej podstawowym narzędziem bieżącego
zarządzania i planowania. Pozwala ona również uchronić firmę przed negatywnymi skutkami
spadku koniunktury w gospodarce, jak i wykorzystać pozytywne trendy w niej zachodzące.
Narzędzia stosowane w tej analizie pokazują w sposób jednolity obraz zjawisk i procesów
ekonomicznych oraz służą do diagnostyki ekonomicznej, czyli do oceny aktualnej kondycji
gospodarczej firmy. Analiza finansowa ma charakter retrospektywny ale umożliwia ocenę
kierunku i natężenia trendów kształtowania się wybranych kategorii ekonomiczno-finansowych.
Grupa Żywiec jest jednym z największych w Polsce przedsiębiorstw z branży rolnospożywczej. Grupa Żywiec to spółka akcyjna należąca do koncernu Heineken, składająca
się z pięciu browarów: „Żywiec”, „Warka”, „Elbrewery”, „Leżajsk” oraz Bracki Browar
Zamkowy. Podstawowa działalnością Grupy Żywiec S.A. jest produkcja i dystrybucja piwa.
Rynek piwa w Polsce w 2009 r. był zdominowany przez trzy grupy kapitałowe: Kampanię
Piwowarską, Grupę Żywiec i Carlsberg Okocim. W roku 2002 Grupa Żywiec była głównym
producentem piwa i jej udział w sprzedaży na rynku wynosił 39%, a w następnych latach
udział ten spadał na rzecz głównego konkurenta - Kampanii Piwowarskiej.
Cel, zakres i metodyka badań
Celem pracy było zaprezentowanie analizy finansowej jako instrumentu służącego do oceny
aktualnej kondycji gospodarczej oraz wykorzystania jej wyników w decyzjach dotyczących
rozwoju dużego przedsiębiorstwa z branży rolno-spożywczej na przykładzie wyników Grupy
Kapitałowej Żywiec S.A. za okres od 2006 do 2009 roku.
Przeprowadzając ocenę finansową spółki na podstawie sprawozdań finansowych, dokonano
analizy podstawowych składników aktywów i ich struktury, zaprezentowano główne
źródła finansowania działalności spółki, dokonano oceny osiąganych przez nią wyników
finansowych oraz przeprowadzono analizę wskaźnikową. Typowe wskaźniki finansowe
służące do oceny kondycji finansowej firmy to: wskaźniki płynności finansowej, wskaźniki
rentowności (zyskowności), wskaźniki zadłużenia i obsługi długu, wskaźnik efektywności
wykorzystania aktywów [Waśniewski, Skoczylas 2004]. Poszczególne wskaźniki dostarczają
wzajemnie uzupełniających się informacji o sytuacji finansowej przedsiębiorstwa, natomiast
łączne ich użycie daje wszechstronną ocenę działalności firmy.
Wyniki badań
Grupa Kapitałowa Żywiec dysponuje pokaźnym majątkiem, którego wartość na koniec 2009
roku wyniosła 2 711 mln zł i była wyższa o 4,93% w porównaniu z rokiem wcześniejszym. W
Spółce Żywiec aktywa trwałe stanowią 55,77% ogółu aktywów, podstawowym zaś źródłem
finansowania działalności gospodarczej spółki jest kapitał obcy, który w analizowanym
okresie wykazywał tendencję rosnącą. Strukturę bilansu prezentuje rys. 1. Struktura aktywów
(majątku) stanowi ważny wyznacznik sytuacji finansowej przedsiębiorstwa i jego pozycji
finansowej. Udział poszczególnych składników majątkowych w wygospodarowaniu zysku
nie jest jednakowy. Wskaźnik udziału aktywów trwałych w strukturze w badanych latach
wykazywał tendencję malejącą i był najwyższy w 2007 roku. W roku 2009 stosunek aktywów
trwałych do obrotowych osiągnął wartość niższą i wynosił 1,26. Bezpośrednio do osiągania
zysku przyczynia się jednak majątek obrotowy, który przy każdym obrocie powinien
tworzyć zysk. W Grupie Żywiec S.A. udział majątku obrotowego wzrastał, co oznacza
286
TOM III.indd 286
3/9/12 4:49 AM
Ocena kondycji finansowej Grupy Kapitałowej Żywiec S.A.
wzrost elastyczności majątku oraz szybszą zdolność do dostosowania się do zmiennych
warunków rynkowych. W przeprowadzonej analizie struktury pasywów należy stwierdzić, że
wartość wskaźnika struktury pasywów nie spełnia przyjętych standardów, gdyż jego wartość
kształtowała się na poziomie poniżej jedności. Wskaźnik ma tendencję malejącą, co oznacza
rosnący udział kapitałów obcych w strukturze bilansu. W ostatnim badanym roku wartość
wskaźnika wyniosła 0,35, z czego można wnioskować, że zobowiązania przewyższają
trzykrotnie posiadany przez spółkę kapitał własny.
Ryc. 1. Struktura bilansu, źródło: opracowanie własne na podstawie danych Grupy Żywiec S.A.
Na podstawie analizy porównawczej uzyskanych przychodów z działalności zauważyć można,
że Żywiec S.A. osiągnął łączne przychody ze sprzedaży na najwyższym poziomie w roku
2008, wynoszące 3 810 mln zł. Wzrosły one o około 300 mln zł, tj. o 8,44% w porównaniu do
roku 2007, a wzrost między rokiem 2006 wynosił około 648 mln zł, tj. o ponad 20%. Wzrost
przychodów był spowodowany wzrostem sprzedaży piwa Spółki.
W 2009 roku spadek wolumenu sprzedaży piwa o jeden mln hektolitrów w porównaniu
z rokiem poprzednim spowodował spadek osiągniętych przychodów z tego rodzaju
działalności o 2,11% (o 80,4 mln zł).
Koszty sprzedanych produktów, towarów i materiałów miały tendencję wzrostową. Koszty
wytworzenia wyrobów oraz zakupu sprzedanych towarów i materiałów w 2009 roku wynosiły
ponad 1 980 mln zł i wzrosły w stosunku do roku wcześniejszego o 3,45%, przy równoczesnym
spadku uzyskanych przychodów. Udział tego rodzaju kosztów w sumie przychodów uzyskanych
przez Grupę Żywiec wynosił 52,97%. Grupa Żywiec na przestrzeni czterech badanych lat
odnotowała wzrost kosztów sprzedanych produktów, towarów i materiałów o 34%.
Zysk netto w ostatnim badanym roku spadł o 11,12% i wyniósł 369,6 mln zł. Udział zysku
netto w ogóle przychodów wynosił 9,88%. Marża netto w 2007 roku była najwyższa
i wynosiła 11,9%. Spółka w badanym okresie uzyskała dodatni zysk z działalności operacyjnej
i gospodarczej. Osiągnięty wysoki zysk netto świadczy o tym, że przedsiębiorstwo prowadziło
rentowną działalność. Wysoki poziom zysku netto oznacza, że spółka jest zarządzana
w sposób prawidłowy i ma przed sobą perspektywy rozwoju.
Kolejnym etapem opisywanej analizy finansowej była analiza wskaźnikowa. Przedsiębiorstwo
aby móc swobodnie działać musi utrzymywać płynność finansową, czyli zdolność do
terminowego regulowania bieżących zobowiązań [Sierpińska, Jachna 2006]. W Grupie
Żywiec żaden wskaźnik płynności finansowej nie osiągnął pożądanej wielkości określonej
w literaturze, co można zaobserwować w tab. 1.
287
TOM III.indd 287
3/9/12 4:49 AM
Agnieszka Prusak, Sylwester Tabor
Wyszczególnienie
31.12.2006 31.12.2007 31.12.2008 31.12.2009
Wskaźnik bieżącej płynności finansowej
0,75
0,55
0,87
0,70
Wskaźnik przyspieszonej płynności finansowej
0,59
0,43
0,65
0,57
Wskaźnik płynności gotówkowej
0,72
0,48
0,64
0,36
Tab. 1. Wskaźniki płynności finansowej Spółki. Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Grupy Żywiec S.A.
Niskie wskaźniki płynności są sygnałem mówiącym o zagrożeniu zdolności płatniczej
przedsiębiorstwa. Wskaźnik bieżącej płynności w badanym okresie Spółka utrzymywała na
poziomie poniżej progu bezpieczeństwa płynności, równym 1,2. Niska wartość wskaźnika
bieżącej płynności finansowej może informować o kłopotach z terminowym regulowaniem
zobowiązań i niewypłacalności Grupy Żywiec S.A. Zarząd twierdzi jednak, że z uwagi na
wewnątrzgrupowe finansowanie nie występuje istotne ryzyko związane z utratą płynności
jednostki. W celu zabezpieczenia płynności w krótkim i długim terminie, Spółka zarządza
ryzykiem płynności poprzez utrzymywanie odpowiednich źródeł finansowania, zawieranie
nowych umów kredytowych oraz korzysta z finansowania wewnątrzgrupowego w celu
zaspokojenia wydatków operacyjnych, inwestycyjnych i finansowych.
Analiza rentowności umożliwia ocenę zdolności do generowania zysku z zaangażowanych kapitałów.
Obliczone wskaźniki rentowności Grupy Żywiec S.A. przedstawiono w tab. 2. Z przeprowadzonej
analizy rentowności można wnioskować, że Żywiec S.A. w analizowanym okresie uzyskał dodatnie
wskaźniki rentowności oraz że najwyższa zyskowność Spółki była w roku 2007. W ostatnim
badanym roku wszystkie omawiane wskaźniki rentowności uległy obniżeniu w stosunku do roku
2008. Spółka efektywnie zarządzała swoim majątkiem w dobie kryzysu.
Wyszczególnienie
2006
2007
2008
2009
Wskaźnik rentowności sprzedaży
10,46
11,91
10,91
9,91
Wskaźnik rentowności sprzedaży netto (ROS)
10,39
11,87
10,83
9,89
Wskaźnik rentowności kapitału własnego (ROE)
31,45
49,56
55,03
51,75
Wskaźnik rentowności kapitału całkowitego (ROA)
14,04
17,55
16,56
13,96
Tab. 2. Wskaźniki rentowności Grupy Żywiec S.A. w ujęciu procentowym. Źródło: Opracowanie własne
na podstawie danych Grupy Żywiec S.A.
Ważną grupą wskaźników opisujących sytuację finansową przedsiębiorstwa punktu widzenia
zdolności kredytowej są wskaźniki zadłużenia. Wskaźniki te mówią o strukturze finansowania
długu oraz informują w jakim stopniu firma jest w stanie regulować swoje zobowiązania.
Wartości wskaźników zadłużenia przedstawione zostały w tab.3.
288
TOM III.indd 288
3/9/12 4:49 AM
Ocena kondycji finansowej Grupy Kapitałowej Żywiec S.A.
Wyszczególnienie
2006
2007
2008
2009
Wskaźnik ogólnego zadłużenia
0,61
0,68
0,72
0,74
Wskaźnik zadłużenia kapitału własnego
1,58
2,10
2,57
2,85
Wskaźnik udziału zobowiązań powyżej 1
roku w zobowiązaniach ogółem
0,36
0,14
0,42
0,15
Wskaźnik zadłużenia długoterminowego
0,56
0,29
1,08
0,42
Wskaźnik poziomu zadłużenia rzeczowych
aktywów trwałych
3,03
6,80
1,94
4,72
Tab. 3. Wskaźniki zadłużenia Grupy Żywiec S.A. Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych
Grupy Żywiec S.A.
W Grupie Żywiec S.A. bardzo szybko wzrasta zadłużenie ogólne. Czynniki, które wpłynęły na
wzrost zadłużenia Grupy w 2009 roku w porównaniu do 2008 roku to: wzrost cen surowców,
wynegocjowane dłuższe terminy płatności, niekorzystne zmiany kursu walutowego oraz
spadek kapitału własnego. Na uzyskane wartości wskaźników zadłużenia miała również
wpływ pożyczka od jednostki dominującej, która z dniem 01.01.2009 r. zmieniła charakter
z długoterminowego na krótkoterminowy. Tak duże zadłużenie Spółki może skutkować:
bankructwem w wyniku pogorszenia się koniunktury na rynku, trudnościami w uzyskaniu
kredytów krótkoterminowych oraz obawą inwestorów do zakupu akcji.
Wskaźniki efektywności (tab. 4) określają szybkość z jaką obracane są zapasy, należności
i kapitał własny oraz okres, po jakim firma przeciętnie spłaca swoje zobowiązania. W 2009 roku
spółka Żywiec S.A. odtwarzała swoje zapasy 16,05 razy, z czego wynika, że środki pieniężne
zostały zamrożone w zapasach na najdłuższy okres w stosunku do badanych lat, bo aż na okres
22 dni. Stan należności Grupa Żywiec S.A. odnawiała w 2006 roku ponad 7 razy, a w 2009 już
tylko 4,7 razy. Wartość tego wskaźnika była poniżej standardów, co świadczy o zamrożeniem
środków pieniężnych w należnościach, czyli że spółka kredytuje swoich odbiorców.
Wyszczególnienie
2006
2007
2008
2009
Wskaźnik rotacji zapasów
20,90
23,07
18,63
16,05
Wskaźnik rotacji należności
7,28
6,77
6,31
4,69
Wskaźnik rotacji kapitałów własnych
3,01
4,16
5,04
5,22
Wskaźnik rotacji zobowiązań ogółem
2,42
2,28
2,17
1,93
Tab.4. Analiza sprawności działania Spółki. Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Grupy
Żywiec S.A.
Wskaźnik rotacji kapitałów własnych miał trend rosnący, co świadczy o dobrym
wykorzystaniu własnych kapitałów firmy. W badanym okresie wskaźnik rotacji zobowiązań
wykazywał tendencję malejącą. Wydłużenie czasu spłaty zobowiązań spowodowało mniejsze
zapotrzebowanie na kapitał obrotowy netto, niższe koszty finansowania działalności oraz
brak zaufania dostawców do terminowej spłaty zobowiązań.
289
TOM III.indd 289
3/9/12 4:49 AM
Agnieszka Prusak, Sylwester Tabor
WNIOSKI
Podsumowując należy stwierdzić, że analiza finansowa jest filarem analizy działalności
przedsiębiorstwa. Okres w którym została przeprowadzona analiza Grupy Żywiec S.A.
charakteryzował się znaczącymi zmianami gospodarczymi. Pogorszenie się sytuacji
finansowo-ekonomicznej w 2009 roku nie spowodowało niebezpieczeństwa dla Spółki
i zagrożenia bankructwem. Jej podstawowa działalność była wciąż rentowna, Spółka znalazła
się powyżej progu rentowności, koszty wytworzenia pozostawały niższe niż przychody ze
sprzedaży o 1 749 mln zł. Spółka wykazywała się stosunkowo wysokim wskaźnikami ROA,
ROE i ROS, co jest przesłanką do kontynuowania działalności oraz o tym, że Grupa Żywiec
będzie mogła w przyszłości przeznaczać środki na dalszy rozwój przedsiębiorstwa. Można
stwierdzić, iż spółka jest wystarczająco silna kapitałowo aby przetrwać obecną kryzysową
fazę cyklu koniunkturalnego.
Literatura
Sierpińska M., Jachna T. 2006. Ocena przedsiębiorstwa według standardów światowych.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Waśniewski T., Skoczylas W. 2004. Teoria i praktyka analizy finansowej w przedsiębiorstwie.
Fundacja Rozwoju Rachunkowości w Polsce, Warszawa.
www.grupazywiec.pl, data wejścia 30.01.2011 r.
Adres do korespondencji:
Agnieszka Prusak, Sylwester Tabor
Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
ul. Balicka 116B, 30-145 Kraków
e-mail: [email protected], [email protected]
Opiekun naukowy: dr hab. Sylwester Tabor
290
TOM III.indd 290
3/9/12 4:49 AM
Wspieranie inwestycji w gospodarstwach rolnych województwa małopolskiego...
Łukasz Satoła
EPISTEME
12/2011, t. II
s.291-298
ISSN 1895-4421
PODATKI LOKALNE JAKO ŹRÓDŁO FINANSOWANIA DZIAŁALNOŚCI GMIN
W POLSCE
LOCAL TAXES AS A SOURCE OF FINANCING OF MUNICIPALITIES IN POLAND
Abstrakt: Celem artykułu jest przedstawienie podatków jako źródeł dochodów budżetów gmin w Polsce.
Dokonano analizy struktury oraz dynamiki podatków lokalnych stanowiących podstawę kategorii
dochodów własnych gmin. Wskazano również na znaczenie podatków dochodowych od osób fizycznych
i osób prawnych, z których część wpływów zasila budżety samorządów. Badania wykazały, że spośród
podatków lokalnych największych dochodów gminom dostarcza podatek od nieruchomości.
Słowa kluczowe: dochody samorządów, finanse publiczne, gmina, podatki
Summary: The aim of the article is to present taxes as sources of municipalities budgets’ incomes
in Poland. There was an analysis of the structure and dynamics of local tax revenue provided. The
importance of the category called as “own incomes” for the financial autonomy of municipalities was
also stressed. It is also indicated the importance of Personal Income Taxes (PIT) and Corporate Income
Taxes (CIT), which supplies the local government budgets. The studies have shown that property tax
provides the biggest part of local tax revenues, much more than each other local tax.
Key words: municipalities (communes), local incomes, public finances, taxes.
291
TOM III.indd 291
3/9/12 4:49 AM
Łukasz Satoła
Wstęp
Podatki są głównym źródłem dochodów publicznych zarówno w odniesieniu do budżetu
państwa, jak i budżetów jednostek samorządu terytorialnego. Administracja centralna stara się
coraz większą część zadań publicznych przekazywać samorządom w drodze decentralizacji,
nie zawsze zapewniając wystarczające środki na ich sfinansowanie. W dobie kryzysu
i spowolnienia gospodarczego problem zadłużenia państw i lokalnych budżetów dodatkowo
zyskuje na znaczeniu.
Postępująca decentralizacja równocześnie niosła i nadal niesie ze sobą nowe wyzwania dla
lokalnych samorządów. Chodzi tu między innymi o zwiększający się zakres zarządzania
sprawami publicznymi, a w ślad za nim rosnący obszar odpowiedzialności. Wykonywanie
coraz większej liczby zadań publicznych generuje rosnące koszty funkcjonowania wspólnot
lokalnych, które chcąc należycie wywiązywać się z nałożonych na nie obowiązków muszą
uzyskiwać dochody na odpowiednim poziomie [Gajl 1993].
Rodzaj źródeł finansowania, ich liczba oraz struktura, a także wielkość płynących z nich
dochodów powinna być uzależniona od zakresu zadań, jakie pozostają w kompetencjach
poszczególnych jednostek podziału administracyjnego kraju [Satoła 2010]. Brak zapewnienia
odpowiednich w stosunku do potrzeb źródeł zasilania finansowego, powoduje na ogół
konieczność zaciągania zobowiązań, co z kolei jest przesłanką do powstawania lokalnego
długu. Koszty jego obsługi mogą w efekcie obniżać finansową zdolność samorządów do
kreowania procesów rozwojowych.
Celem opracowania jest przedstawienie roli podatków w finansowaniu zadań gmin. Aby
to osiągnąć przeprowadzono analizę struktury oraz dynamiki dochodów uzyskiwanych
z poszczególnych rodzajów podatków lokalnych. Zaprezentowano również strukturę
wpływów z tzw. podatków centralnych do budżetów gmin.
Materiał i metodyka
Dane liczbowe, które stanowiły podstawę dla prowadzonych w niniejszym opracowaniu
analiz pochodziły z Banku Danych Lokalnych Głównego Urzędu Statystycznego.
W pewnym zakresie wykorzystano również informacje ze sprawozdań z wykonania budżetów
jednostek samorządu terytorialnego. Zakres merytoryczny artykułu skoncentrowany został
wokół charakterystyki źródeł dochodów budżetów gmin ze szczególnym uwzględnieniem
udziału wpływów podatkowych. Zakres czasowy badań stanowił okres 3 lat od 2008 do 2010
r. W publikacji wykorzystano metodę analizy opisowej oraz syntezy.
Wyniki i dyskusja
Źródła dochodów budżetowych jednostek samorządu terytorialnego. System zasilania
finansowego samorządu terytorialnego jest z reguły tak skonstruowany, że obejmuje kilka
zróżnicowanych źródeł dochodów [Europejska Karta …1994]. W ten sposób dochody
jednostek samorządu terytorialnego wykazują większą stabilność i mniejszą wrażliwość na
wahania (chociażby będące wynikiem zmian cyklu koniunkturalnego w gospodarce), aniżeli
w przypadku, gdyby bazowały wyłącznie na jednym źródle zasilania.
Przyjęty w Polsce system finansowania jednostek samorządu terytorialnego grupuje
uzyskiwane przez nie dochody w trzy kategorie:
292
TOM III.indd 292
3/9/12 4:49 AM
Podatki lokalne jako źródło finansowania działalności gmin w Polsce
• dochody własne,
• subwencje ogólne,
• dotacje celowe.
Dochody własne są definiowane jako dochody, które związane są z budżetami samorządowymi
w trwały sposób, bez żadnej terminowości oraz ingerencji ze strony państwa oraz bez jego
udziału w części wpływów pochodzących z poszczególnych źródeł [Pietrzak i in. 2004].
W Polsce występuje natomiast podział wpływów z podatków dochodowych od osób
fizycznych oraz od osób prawnych pomiędzy budżet państwa i budżety samorządowe,
o czym będzie mowa w późniejszej części artykułu.
Subwencje ogólne są stałą formą finansowania jednostek samorządu terytorialnego ze
środków budżetu państwa. Są one ustalane indywidualnie dla każdej jednostki według
kryteriów przyjętych w ustawie o dochodach jednostek samorządu terytorialnego. Mają one
charakter dochodów ogólnych, co oznacza, że podmioty samorządowe posiadają znaczną
swobodę w wydatkowaniu pochodzących z nich środków finansowych. Przekazywane
gminom subwencje dzielone są na trzy części: wyrównawczą, równoważącą oraz oświatową.
Obok subwencji ogólnej jednostki samorządu terytorialnego w Polsce otrzymują z budżetu
centralnego dotacje celowe. Środki finansowe uzyskiwane w ich ramach mają zapewnić
realizację przez samorząd zadań z zakresu administracji rządowej lub innych zadań zleconych
ustawami. W przeciwieństwie do subwencji ogólnych samorządy nie mają tu dowolności w
dysponowaniu środkami z dotacji celowych, co oznacza, że muszą je wydatkować na ściśle
określone (w ustawach bądź porozumieniach) cele. W przypadku wydatkowania środków
dotacji niezgodnie z przeznaczeniem podlegają one zwrotowi do budżetu państwa.
Subwencje oraz dotacje celowe traktowane łącznie określane są mianem dochodów
transferowych. Udział poszczególnych składników dochodów gmin w Polsce zaprezentowano
w tabeli 1.
Wyszczególnienie
Dochody ogółem
Dochody własne
PLN/osobę
Subwencje
Dotacje
%
Gminy wiejskie
2960,81
37,76
40,38
21,86
Gminy miejsko-wiejskie
2770,63
49,05
31,63
19,33
Gminy miejskie
3747,36
65,63
22,50
11,87
Gminy ogółem
3304,70
55,46
28,74
15,80
Tab. 1. Wysokość i struktura dochodów gmin w Polsce w 2010 r., źródło: obliczenia własne na
podstawie BDL GUS.
Traktując wszystkie gminy w Polsce łącznie widać, że największą część ich dochodów (ponad
55%) stanowią dochody własne. Zaznaczyć należy jednak, iż odsetek ten jest silnie zróżnicowany
i najwięcej (65,63%) stanowi w miastach, natomiast w budżetach gmin wiejskich ukształtował
się na relatywnie najniższym poziomie (37,76%). W jednostkach, gdzie ograniczony jest
poziom dochodów własnych, rośnie udział i znaczenie dochodów transferowych. Dotyczy
to w szczególności wysokości subwencji ogólnej, a w mniejszym stopniu dotacji celowych.
Przyczyn takiego stanu rzeczy należy upatrywać w strukturze lokalnych gospodarek i związanej
z nią bezpośrednio rodzaju działalności gospodarczej podlegającej opodatkowaniu.
293
TOM III.indd 293
3/9/12 4:49 AM
Łukasz Satoła
Aby dany rodzaj dochodów móc zakwalifikować do grupy dochodów własnych musi
on spełniać kilka warunków. Po pierwsze konieczne jest, aby były to źródła przypisane
samorządom w całości oraz w sposób bezterminowy [Patrzałek 1996]. Drugim warunkiem,
na który zwraca się uwagę, jest fakt ich powiązania z lokalną bazą ekonomiczną. Związek
ten wyraża się w łączeniu stanu samorządowego budżetu z koniunkturą panującą w lokalnej
gospodarce. Implikuje to bezpośrednie zainteresowanie władz lokalnych stanem gospodarki
i troskę o rozwój działalności gospodarczej, albowiem stanowi ona bazę podatkową i w ten
sposób przekłada się na stan samorządowego budżetu.
Kolejnym warunkiem niezbędnym, aby określone źródło zaliczyć do dochodów własnych,
podkreślanym przez wielu autorów jest pewien zakres swobody, jakim dysponują władze
samorządowe przy ustalaniu jego wysokości. [Limitation of local taxation … 1998]. Chodzi
tutaj o pewien, przynajmniej minimalny poziom władztwa podatkowego rozumianego jako
możliwość regulowania wysokości podatków i opłat lokalnych, przyznawania ulg i zwolnień
podmiotowych i przedmiotowych, a także stosowania w pewnych okolicznościach umorzeń
podatku.
Do najczęściej spotykanych źródeł dochodów własnych jednostek samorządu terytorialnego
zalicza się [Gilowska 2000]:
• podatki i opłaty lokalne,
• opłaty za usługi dostarczane przez samorządy,
• dochody z samorządowego majątku (dywidendy oraz udziały ze spółek będących
własnością lub współwłasnością samorządów, sprzedaż lub dzierżawa).
W grupie opłat za świadczone przez samorządy usługi mieszczą się m.in. opłaty za dostarczanie
wody i odprowadzanie ścieków, wywóz odpadów, opłaty za przedszkola, korzystanie
z basenów, wstęp do muzeów, itp. Obecnie większa część tych opłat stanowi jednak źródło
dochodów nie samych budżetów jednostek samorządu terytorialnego, lecz działających w ich
imieniu przedsiębiorstw komunalnych, które realizują część zadań samorządów przypisanych
im w ustawach szczególnie w zakresie infrastruktury [Kosek-Wojnar, Surówka 2002].
Dominującą pozycję w grupie dochodów z majątku samorządów stanowią czynsze za
najem i dzierżawę budynków, budowli i innych obiektów. Szczególne znaczenie mają one
w gminach miejskich. Innym rodzajem wpływów z posiadanego mienia mogą być dochody
uzyskiwane z jego odpłatnego zbycia. W warunkach państw, które przeszły z gospodarki
centralnie planowanej do realiów gospodarki wolnorynkowej ma to miejsce często na drodze
prywatyzacji składników państwowego bądź komunalnego majątku.
Podatkowe źródła dochodów samorządów. Podatki obok scharakteryzowanych wcześniej
opłat za świadczone przez samorząd usługi oraz dochodów uzyskiwanych z tytułu
gospodarowania mieniem komunalnym stanowią podstawowe źródło dochodów własnych
jednostek samorządowych. System podatkowy funkcjonujący w Polsce, w tym rodzaje
podatków trafiających do budżetów jednostek samorządu terytorialnego, a także udziały
w podatkach centralnych, są dość mocno rozbudowane, co wpływa na stosunkowo duże jego
skomplikowanie. Wśród podatków są zarówno takie, z których dochody w całości zasilają
budżety gmin, jak i tak skonstruowane, że tylko część z nich trafia do budżetów samorządów,
a pozostała część zasila budżet centralny.
294
TOM III.indd 294
3/9/12 4:49 AM
Podatki lokalne jako źródło finansowania działalności gmin w Polsce
Jako dochody własne gminy ustawodawca wskazał następujące rodzaje podatków [Ustawa
o dochodach … 2003]:
• podatek od nieruchomości,
• podatek rolny,
• podatek leśny,
• karta podatkowa (zryczałtowany podatek dochodowy od osób fizycznych),
• podatek od środków transportowych,
• podatek od spadków i darowizn,
• podatek od czynności cywilnoprawnych.
Strukturę wpływów do budżetów lokalnych z poszczególnych rodzajów podatków
stanowiących własne dochody gmin przedstawiono w tabeli 2.
Typ gminy
Rodzaj podatku
Rolny
gminy
miejskie
gminy miejskowiejskie
gminy
wiejskie
0,29
7,78
14,29
Gminy
ogółem
5,10
Leśny
0,04
1,37
2,35
0,85
Od nieruchomości
80,27
79,04
71,14
77,92
Od środków transportu
4,07
4,52
5,16
4,42
Od czynności
cywilnoprawnych
12,81
5,93
5,90
9,75
Pozostałe
2,52
1,36
1,16
1,96
Tab. 2. Struktura dochodów podatkowych gmin w Polsce w 2010 r., źródło: opracowanie własne na
podstawie BDL GUS.
Analiza struktury dochodów podatkowych (tab. 2) wskazuje na zdecydowaną dominację
wpływów z podatku od nieruchomości. Dochody z tego podatku górują nad innymi
niezależnie od rodzaju gminy i zawierają się w przedziale od 71,14% w jednostkach wiejskich
do 80,27% w miastach. Wskazanie następnego pod względem wysokości wpływów do
lokalnych budżetów źródła uzależnione jest już od typu gminy. W podmiotach wiejskich
i miejsko wiejskich należy wskazać podatek rolny (odpowiednio 14,29% i 7,78%), natomiast
w miastach podatek od czynności cywilnoprawnych (12,81%). Jest to pochodną zarówno
stosunkowo dużej liczby ludności miast, jak i działających tam podmiotów gospodarczych
i związanej z nią wielości transakcji podlegających opodatkowaniu. Pewne znaczenie
w dochodach gmin ma jeszcze podatek od środków transportu, z tytułu którego wpływy
stanowią od 4,07-5,16% ogółu dochodów podatkowych. Niewielki jest natomiast udział
podatku leśnego oraz grupy pozostałych podatków, do których zaliczono m.in. podatek od
spadków i darowizn.
295
TOM III.indd 295
3/9/12 4:49 AM
Łukasz Satoła
Ryc. 1. Dynamika udziału wpływów z podatków lokalnych w dochodach podatkowych budżetów gmin
ogółem w Polsce w latach 2008-2010
Analiza dynamiki dochodów podatkowych (ryc. 1) wskazuje, iż wzrost następuje jedynie
w odniesieniu do podatku od nieruchomości (z 73,09% w 2008 r. do 77,92% w 2010 r. dla
gmin ogółem). Najbardziej stabilne w analizowanym okresie były dochody z opodatkowania
środków transportu (ok. 4,5% wpływów). Dochody gmin z innych rodzajów podatku (m.in. z
podatku rolnego, leśnego, od czynności cywilnoprawnych, od spadków i darowizn) wykazywały
tendencję spadkową, co oznacza ich malejące znaczenie dla samorządowych budżetów.
Innym rodzajem podatków odgrywających ważną rolę w dochodach samorządów wszystkich
szczebli, nie tylko gminnego, są ogólnokrajowe podatki dochodowe. Ich specyfiką jest to,
że mają one charakter ogólny, to znaczy wpływy z tytułu ich opłacania trafiają zarówno do
budżetu centralnego, jak i do kas samorządów regionalnych i lokalnych.
Konstrukcja systemu finansowego państwa polskiego (finansów publicznych) zakłada
decentralizację niektórych zadań państwa i wykonywanie ich przez samorządy w zamian
za przekazywanie im części wpływów pochodzących z tzw. podatków centralnych. Podatki
w tym przypadku nie trafiają bezpośrednio do budżetów lokalnych, lecz są im przekazywane
w odpowiedniej proporcji z budżetu państwa. Do budżetów gmin trafia 39,34% wpływów
z tytułu podatku dochodowego płaconego przez osoby fizyczne (tzw. PIT) zamieszkujące
terytorium określonej gminy oraz 6,71% podatku dochodowego od osób prawnych (tzw.
CIT) prowadzących swoją działalność gospodarczą na terenie danej jednostki [Ustawa
…2003]. Taka konstrukcja wpływów z podatków dochodowych do lokalnych budżetów
wzmaga zainteresowanie władz samorządowych rozwojem aktywności gospodarczej na
administrowanym terytorium, albowiem zwiększenie liczby podatników obu tych podatków
296
TOM III.indd 296
3/9/12 4:49 AM
Podatki lokalne jako źródło finansowania działalności gmin w Polsce
prowadzi do wzrostu dochodów budżetowych. Sytuacja taka może powodować obniżanie
stawek podatków lokalnych, np. podatku od nieruchomości w celu zachęcenia podmiotów
gospodarczych do lokalizowania działalności na terenie danej gminy. Wówczas zmniejszone
dochody z tytułu opodatkowania nieruchomości byłyby zrekompensowane wpływami
z podatku dochodowego.
Rodzaj podatku dochodowego
Typ gminy
Miejskie
podatek od osób fizycznych
podatek od osób prawnych
2008
2009
2010
2008
2009
2010
39,95
39,49
37,49
4,99
4,47
3,72
Miejsko-wiejskie
34,23
32,45
30,82
2,54
2,43
1,97
Wiejskie
32,46
30,51
28,82
1,54
1,48
1,48
Gminy ogółem
37,80
36,85
34,88
4,03
3,64
3,04
Tab. 3. Dynamika wpływów z podatków dochodowych (PIT i CIT) w relacji do podatków lokalnych w
Polsce w latach 2008-2010, źródło: opracowanie własne na podstawie BDL GUS.
W tabeli 3. przedstawiono uzyskiwane przez gminy wpływy z podatków dochodowych od osób
fizycznych oraz osób prawnych w relacji do dochodów z podatków lokalnych (omówionych
we wcześniejszej części artykułu). Pomimo spadkowej tendencji widoczny jest znaczący udział
wpływów z podatku PIT, z którego dochody stanowią ponad 1/3 ogółu podatków lokalnych.
Wpływy z podatku CIT kształtowały się na zdecydowanie niższym poziomie (ok. 3-4%).
Z tego zestawienia wynika, że dla zarządzających gminami szczególnie istotne jest zachęcanie do
osiedlania się na ich terenie możliwie dużej liczby uiszczających podatek od dochodów osobistych.
Podsumowanie
• Konstrukcja systemu finansów gmin oparta jest na trzech zasadniczych źródłach
dochodów: dochodach własnych, subwencjach ogólnych oraz dotacjach celowych.
Rozwiązanie takie ma zapewnić stabilność finansowania zadań wykonywanych przez
samorządy. Dla samodzielności finansowej podstawowe znaczenie ma wysokość
dochodów własnych. Pod tym względem w najlepszej sytuacji są gminy miejskie, które
niemal 2/3 dochodów uzyskują ze źródeł własnych.
• Wśród podatków lokalnych największe znaczenie ma podatek od nieruchomości.
Podkreślić należy, iż wpływy z tego podatku niezależnie od typu gminy w okresie
ostatnich 3 lat systematycznie rosły. W przypadku pozostałych podatków lokalnych
odnotowano stabilizację (podatek od środków transportu) oraz tendencję spadkową
(podatek rolny, leśny, od czynności cywilnoprawnych oraz od spadków i darowizn). Taka
tendencja wzmacnia i tak duże znaczenie podatku od nieruchomości jako głównego
źródła podatków lokalnych.
• Spośród podatków dochodowych w części zasilających lokalne budżety kluczowe
znaczenie ma podatek dochodowy od osób fizycznych, z którego wpływy niemal
10-krotnie przewyższają dochody z tytułu udziału gmin w podatku dochodowym od osób
prawnych. Sytuacja taka powinna być wskazówką dla lokalnych decydentów w zakresie
stosowanych strategii podatkowych.
297
TOM III.indd 297
3/9/12 4:49 AM
Łukasz Satoła
literatura
Europejska Karta Samorządu Lokalnego, DzU z 1994 r. Nr 124, poz. 608.
Gajl N., 1993, Finanse i gospodarka lokalna na świecie, PWE, Warszawa.
Gilowska Z., 2000, Finansowanie zadań samorządu terytorialnego w warunkach rozszerzania jego
zadań i przechodzenia do wieloszczeblowej struktury, Wyd. Instytut Badań nad Gospodarką
Rynkową, Gdańsk-Lublin.
Kosek-Wojnar M., Surówka K., 2002, Finanse samorządu terytorialnego, Wydawnictwo Akademii
Ekonomicznej w Krakowie, Kraków.
Limitation of local taxation, financial equalisation and methods for calculating general grants, 1998,
Local and Regional Authorities in Europe, Nr 65, Council of Europe, Strasbourg.
Patrzałek L., 1996, Funkcje ekonomiczne samorządu terytorialnego w okresie transformacji
systemowej w Polsce, Wyd. Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu, Wrocław.
Pietrzak B., Polański Z., Woźniak B., 2004, System finansowy w Polsce, PWN, Warszawa.
Satoła Ł., 2010, Ocena sytuacji finansowej gmin wiejskich w Polsce w latach 2006-2008, Acta
Scientiarum Polonorum Series Oeconomia, Nr 9 (2) 2010, s. 199-210.
Ustawa z dnia 13 listopada 2003 r. o dochodach jednostek samorządu terytorialnego, DzU z 2010 r
Nr 80, poz. 526.
Adres do korespondencji:
Łukasz Satoła
Katedra Zarządzania i Marketingu w Agrobiznesie
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail:
298
TOM III.indd 298
3/9/12 4:49 AM
Marta Sowula
Renata Matysik-Pejas
EPISTEME
12/2011, t. II
s.299-305
ISSN 1895-4421
Percepcja programów lojalnościowych wśród ich uczestników
Perception of loyalty programs among their participants
Abstrakt: W opracowaniu przedstawiono wyniki badań dotyczące percepcji programów lojalnościowych
wśród osób będących ich uczestnikami. W badaniu wzięło udział 135 respondentów dobranych w sposób
nielosowy celowy. Uzyskane wyniki pozwoliły na określenie popularności programów lojalnościowych
oferowanych przez różne podmioty rynkowe, wśród których największą cieszą się te organizowane przez
sieci handlowe. Spośród korzyści, motywujących respondentów do uczestnictwa w tych programach,
za najważniejsze uznane zostały korzyści finansowe w postaci zniżek i rabatów. Wyniki dają także
podstawę do stwierdzenia, że najczęstszym przejawem lojalności wśród respondentów jest regularne
dokonywanie zakupów i korzystanie z ofert tej samej firmy.
Słowa kluczowe: lojalność, program lojalnościowy
Summary: The paper presents results of research on perceptions of loyalty programs among their
participants. The study involved 135 respondents selected in non-random way. Obtained results allowed
to determine the popularity of loyalty programs offered by various market actors, among which the most
popular are those organized by commercial networks. Among the benefits, which motivate respondents
to participate in these programs, as the most important were recognized financial benefits in form of
discounts and rebates. The results also provide a basis to conclude that the most common manifestation
of loyalty among respondents are regular purchases and use offers of the same company.
Key words: loyalty, loyalty program
299
TOM III.indd 299
3/9/12 4:49 AM
Marta Sowula, Renata Matysik-Pejas
Wstęp
Programy lojalnościowe okazały się receptą na powodzenie firm, które zdają sobie sprawę,
że na konkurencyjnym rynku coraz trudniej jest utrzymać klienta, a jeszcze trudniej zdobyć
jego lojalność [Urban, Siemianko 2005]. Powoduje to, iż liczba programów lojalnościowych,
oferowanych zarówno przez duże, jak i małe podmioty gospodarcze, ciągle wzrasta.
Według Ph. Kotlera [1994] celowość programów lojalnościowych polega na utrzymaniu
takich klientów, którzy generują zyski dla przedsiębiorstwa. Więź powstająca między
firmą, a nabywcą powinna mieć charakter długoterminowy, dlatego dbanie o kupującego
i zaspokajanie jego potrzeb powinno być nadrzędnym celem każdej organizacji. Programy
lojalnościowe dążąc do ukształtowania u nabywcy potrzeby dokonania powtórnego zakupu,
najczęściej odwołują się do motywów ekonomicznych (np. nagrody).
Według definicji zaproponowanej przez M. Tesławskiego oraz K. Ziewieca [2001] programy
lojalnościowe to zbiór ściśle określonych i zaplanowanych przez producenta działań,
mających na celu przywiązanie konsumenta do produktu, bądź marki na długi czas. Podobny
pogląd prezentuje P. Zbiegniewski [2001], określając programy lojalnościowe, jako „proces
prowadzony przez producenta lub usługodawcę wobec konsumentów, którego celem jest
budowa przywiązania i trwałej relacji pomiędzy marką/produktem (usługą) a konsumentem”.
Z przytoczonych definicji wynika, że programy lojalnościowe są odzwierciedleniem
umiejętności przedsiębiorstwa w komunikowaniu się z klientem oraz budowania i rozwijania
nawiązanej między nimi więzi.
Do przygotowania właściwego programu lojalnościowego konieczna jest wiedza
o konsumencie, jego potrzebach, aspiracjach i zachowaniach nabywczych. Niezwykle cenne
są także informacje, dotyczące psychologicznego aspektu tych zachowań, jak postawy
i motywy, które kształtują, wzmacniają lub kończą relację lojalności [Wojnarowska 2005].
Z badań przeprowadzonych przez agencję ARC Rynek i Opinia w roku 2008 wynika, że
co drugi dorosły człowiek przystępował do klubu konsumenta ze względu na możliwość
wymiany punktów na nagrody. Wyniki uzyskane przez w/w agencję wskazują, że zachętą
dla konsumentów przystępujących do programów lojalnościowych są nagrody rzeczowe
zastępujące gotówkę. Bony bądź kupony, pozwalają klientowi na samodzielną decyzję
o wyborze nagrody. Idea takich programów nastawiona jest na dostosowanie nagród do
indywidualnych oczekiwań i specyfiki uczestnika (np. wieku i statusu materialnego) [Trudna
lojalność polskiego konsumenta 2008].
Materiał i metody
Materiał źródłowy do analizy i wnioskowania stanowiły informacje pierwotne, uzyskane
w badaniach ankietowych przeprowadzonych na próbie 135 osób. Dobór respondentów do
próby miał charakter nielosowy celowy (uczestnikami badania były osoby biorące udział
w programach lojalnościowych). Badania przeprowadzono w okresie styczeń-kwiecień
2010 r. Do opracowania materiału empirycznego wykorzystano wskaźniki struktury. Wśród
respondentów większość stanowiły kobiety - 74,1%, podczas gdy mężczyźni – 25,9%.
Największy odsetek ankietowanych tworzyły osoby w wieku do 25 lat - 69,6%, zaś osoby
w wieku od 26 lat - 30,43 %. Zdecydowana większość uczestników badania była mieszkańcami
miasta (80,7%).
300
TOM III.indd 300
3/9/12 4:49 AM
Percepcja programów lojalnościowych wśród ich uczestników
WyniKi i dySKuSjA
Programy lojalnościowe oferowane są przez różne podmioty. Ich zadanie polega na zachęceniu
klientów do częstego korzystania z oferty danego przedsiębiorstwa w celu zaspokojenia
określonych potrzeb. Na podstawie otrzymanych wyników można wskazać, iż największą
popularnością wśród respondentów cieszą się programy lojalnościowe proponowane przez
super- i hipermarkety. Deklarację uczestnictwa w tych programach złożyło prawie 46%
badanych. O popularności programów lojalnościowych sieci handlowych zdecydowała
zapewne powszechność korzystania przez respondentów z tych palcówek. Tylko o kilka
punktów procentowych niżej kształtuje się deklarowane przez ankietowanych uczestnictwo
w programach lojalnościowych oferowanych przez stacje benzynowe. Zdecydowanie
mniej uczestników mają programy organizowane przez operatorów telefonii komórkowej
– zaledwie co 8 badany zadeklarował korzystanie z takiej oferty. Jednak przytoczone
wyżej przykłady nie są jedynymi programami, w których biorą udział respondenci. Wśród
wymienianych przez nich innych programów znalazły się te oferowane, np. przez apteki,
sklepy kosmetyczne, sklepy odzieżowe, jubilerskie oraz punkty usługowe (np. fryzjerskie,
kosmetyczne, myjnie samochodowe itp.).
Ryc. 1. Deklaracje respondentów dotyczące uczestnictwa w programach lojalnościowych różnych
podmiotów (N=135), źródło: badania własne
Prawie wszystkie sieci super- i hipermarketów oferują swoim klientom programy
lojalnościowe. Hipermarket Tesco proponuje program CLUBCARD, który cieszy się
największą znajomością wśród ankietowanych. Może to wynikać z faktu, iż jest to program,
na promocję którego firma przeznaczyła znaczne środki finansowe. Uczestniczy w nim ponad
31% badanych, przy odsetku osób znających ten program na poziomie blisko 35%.
Dawny Program DZESIĄTKA (zastąpiony obecnie multipartnerskim programem
PAYBACK), proponowany klientom przez sieć supermarketów Real, jest drugim pod
względem popularności programem lojalnościowym. Ponad jedna czwarta respondentów
uczestniczyła w nim, a blisko 30% badanych znało ten program.
Podobnie jak dwie wymienione wyżej sieci handlowe, także hipermarkety Auchan i Carrefour
oferują swoim klientom korzyści w postaci programów lojalnościowych. Spośród tych
dwóch większym zainteresowaniem wśród respondentów cieszy się program RODZINKA
sieci Carrefour. Deklarację uczestnictwa w nim złożyło ponad 16% respondentów, podczas
gdy w programie SKARBONKA niewiele ponad 7%.
301
TOM III.indd 301
3/9/12 4:49 AM
Marta Sowula, Renata Matysik-Pejas
Ryc. 2. Deklaracje respondentów dotyczące znajomości i uczestnictwa w programach lojalnościowych
oferowanych przez sieci super- hipermarketów (N=135), źródło: badania własne
Stacje benzynowe stoją przed trudnym wyzwaniem – z racji postrzegania ich produktów
jako homogenicznych, muszą wprowadzić na tyle wyróżniającą się ofertę dodatkowych
korzyści, aby klient mógł się z nią utożsamiać i związać z firmą na dłuższy czas. Na
podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, iż przy stosunkowo wysokim odsetku
osób deklarujących znajomość programu VITAY stacji Orlen (ponad 50%), zaledwie 20%
respondentów jest jego uczestnikiem. Najmniej znanym respondentom jest program SMART
stacji benzynowej Shell. Uczestniczy w nim, podobnie jak w programie PREMIUM CLUB
stacji Statoil, niecałe 9% ankietowanych.
SMART Shell
31,9%
8,9%
VITAY Orlen
59,3%
20,0%
PREMIUM CLUB
Statoil
50,4%
29,6%
38,5%
8,9%
0%
10%
NIE ZNAM
52,6%
20%
30%
UCZESTNICZĘ
40%
50%
60%
70%
ZNAM
Ryc. 3. Deklaracje respondentów dotyczące znajomości i uczestnictwa w programach lojalnościowych
oferowanych przez stacje benzynowe (N=135), źródło: badania własne
Programy lojalnościowe oferowane przez operatorów sieci telefonii komórkowej cieszą się
najmniejszym zainteresowaniem wśród ankietowanych. Mimo, iż na polskim rynku występuje
zaledwie kilku operatorów, to wydaje się, że firmy te nie potrafią skutecznie zbudować programu,
który zachęciłby do uczestnictwa w nim lub pozostają bierne w pozyskiwaniu uczestników.
Wszystkie programy cechują się podobnym wskaźnikiem znajomości na poziomie ok. 27%.
Ponadto program ERA Premia oraz program Nokia mają zbliżony odsetek uczestników, tj ok.
10%. Najgorzej na tle konkurencji wypada program 5PLUS.
302
TOM III.indd 302
3/9/12 4:49 AM
Percepcja programów lojalnościowych wśród ich uczestników
Ryc. 4. Deklaracje respondentów dotyczące znajomości i uczestnictwa w programach lojalnościowych
oferowanych przez operatorów sieci telefonii komórkowej (N=135), źródło: badania własne
Najbardziej preferowanym wśród respondentów sposobem zachęty do dokonania
powtórnych zakupów oraz nagradzania tej więzi przez przedsiębiorstwo są oczekiwane
korzyści finansowe. Aż 44% ankietowanych uważa rabaty i zniżki za częste korzystanie
z oferty przedsiębiorstwa za najatrakcyjniejszą formę tworzenia atmosfery lojalności. Z
kolei ponad 32% respondentów uważa, że największą zachętą do przystąpienia do programu
lojalnościowego są karty stałego klienta. Posiadanie takiej karty wywołuje u kupującego
poczucie przynależności do organizacji oraz stanowi czynnik, który wyróżnia go spośród
innych nabywców. Badane osoby decydują się na udział w programie lojalnościowym także
z uwagi na nagrody, będące substytutem gotówki. Jednak te sposoby nagradzania klientów
cieszą się wśród nich mniejszą popularnością.
Ryc. 5. Rodzaje motywacji uczestnictwa w programach lojalnościowych (N=135), źródło: badania własne
Pozyskanie klienta i budowanie w nim poczucia więzi z firmą jest podstawowym celem
każdego programu lojalnościowego. Jednak nie każdy z nich spełnia oczekiwania nabywców.
Oferty dodatkowych korzyści kierowane do uczestników programu pozostają w wielu
przypadkach mało atrakcyjne. Wpływa to na stopień zadowolenia respondentów z uczestnictwa
w programie i pozostawania lojalnym. Potwierdzają to odpowiedzi badanych, wśród których
są osoby niezadowolone z programów lojalnościowych, w których uczestniczą (w sumie
303
TOM III.indd 303
3/9/12 4:49 AM
Marta Sowula, Renata Matysik-Pejas
prawie 22% respondentów). Zaledwie 6% ankietowanych jest w pełni zadowolonych z oferty
programów, w których biorą udział, zaś 60% czuje się częściowo usatysfakcjonowanych
z udziału w programie.
Ryc. 6. Deklarowane przez respondentów zadowolenie z ofert programów lojalnościowych (N=135),
źródło: badania własne
Respondenci w różny sposób wyrażają swoją lojalność, ale aż 85% przejawia ją poprzez
regularne dokonywanie zakupów, bądź korzystanie z usług danego podmiotu gospodarczego.
Można jednak przypuszczać, że wiąże się to nie tyle z lojalnością, lecz z wygodą i określonymi
produktami dostępnymi w danym sklepie czy też punkcie usługowym. Z perspektywy
przedsiębiorstwa, korzystnym przejawem lojalności mogłoby być, oprócz częstego
korzystania z jego oferty, także przekazywanie pozytywnych opinii potencjalnym klientom
oraz dostarczanie uwag zawrotnych firmie. Jednak te dwa wyróżniki stanowią najrzadszy
objaw lojalności respondentów. Zaledwie 7% ankietowanych przekazuje informacje zwrotne
firmie oraz dzieli się pozytywnymi uwagami o niej z innymi potencjalnymi klientami.
Ryc. 7. Deklarowane przez respondentów przejawy lojalności (N=135), źródło: badania własne
304
TOM III.indd 304
3/9/12 4:49 AM
Percepcja programów lojalnościowych wśród ich uczestników
Wnioski
• Respondenci korzystają z różnorodnej oferty programów lojalnościowych dostępnych
na rynku. Oferowane są one zarówno przez duże sieci handlowe i usługowe, jak również
przez firmy działające w skali lokalnej.
• Partnerstwo z sieciami handlowymi jest najbardziej zgodne z oczekiwaniami uczestników
badania. Na rynku tym występuje duża konkurencja i sieci handlowe rywalizują o klientów,
zapewniając im korzyści dodatkowe w postaci programów lojalnościowych, a odpowiedzią
na to jest fakt, iż prawie połowa badanych jest uczestnikami takich programów.
• Lojalny, a więc zadowolony klient wróci do firmy, ale motywowany do lojalności określonymi
korzyściami być może wróci jeszcze chętniej. Głównym i najważniejszym powodem, dla
którego respondenci przystępują do programów lojalnościowych, są oczekiwane korzyści
finansowe w postaci rabatów i zniżek za częste korzystanie z oferty przedsiębiorstwa.
• Najczęściej deklarowanym przez respondentów przejawem lojalności jest regularne
dokonywanie przez nich zakupów i korzystanie z ofert tej samej firmy. Najrzadziej
ankietowani swoją lojalność przejawiają poprzez przekazywanie pozytywnych uwag
o firmie innym potencjalnym jej klientom.
• Korzyści kierowane do uczestników programów lojalnościowych pozostają często
ubogie i mało atrakcyjne, dlatego tylko niewielki odsetek ankietowanych jest w pełni
zadowolony z ofert programów lojalnościowych. Oznacza to, że firmy nie potrafią jej
jeszcze w pełni dostosować do oczekiwań klientów.
Literatura
Kotler Ph. 1994. Marketing. Analiza, planowanie, wdrażanie i kontrola. Gebethner & Ska,
Warszawa: 45-47.
Tesławski M., Ziewiec K. 2001. Programy lojalnościowe – zalety i zagrożenia, Marketing w
praktyce, 8: 17-20.
Trudna lojalność polskiego konsumenta 2008. BTL MONITOR, wersja on-line: www.arc.com.pl
Urban W., Siemieniako D. 2005. Uwarunkowania wzmacniania lojalności klientów przy
wykorzystaniu programów lojalnościowych, Zagadnienia techniczno-ekonomiczne, tom 50,
zeszyt 2-3: 419-420.
Zbiegniewski P. 2001. Programy lojalnościowe w promocji sprzedaży, Marketing w praktyce, 9: 24-26.
Wojnarowska H. 2005. Wyznaczniki lojalności klientów indywidualnych. Zeszyty Naukowe
Akademii Ekonomicznej w Krakowie, 667: 86.
Adres do korespondencji:
Renata Matysik-Pejas
Katedra Zarządzania i Marketingu w Agrobiznesie, Wydział Rolniczo-Ekonomiczny
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail: [email protected]
305
TOM III.indd 305
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 306
3/9/12 4:49 AM
Dagmara Stangierska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.307-312
ISSN 1895-4421
RYNEK USŁUG GASTRONOMICZNYCH W POLSCE W LATACH 2005-2009 –
ŹRÓDŁA PRZEWAGI KONKURENCYJNEJ
CATERING SERVICES MARKET IN THE YEARS 2005-2009 - SOURCES OF
COMPETITIVE ADVANTAGE
Abstrakt: Celem pracy jest przedstawienie charakterystyki rynku usług gastronomicznych w Polsce w
latach 2005-2009 oraz ocena czynników wpływających na konkurencyjność placówek z tego sektora.
W analizowanym okresie zaobserwowano wzrost wartości polskiego rynku usług gastronomicznych,
pomimo spadku ogólnej liczby lokali gastronomicznych. W strukturze rynku dominują bary oraz
punkty gastronomiczne. Obserwuje się wzrost liczby udziału restauracji w ogólnej liczbie lokali
gastronomicznych, a ponadto tendencję wzrostową w zakresie liczby osób odwiedzających lokale.
Z danych przedstawionych w pracy wynika, że na konkurencyjność lokalu gastronomicznego ma
wpływ szereg czynników, do których można zaliczyć między innymi: obszar prowadzenia działalności,
trendy panujące w sektorze, lokalizację, infrastrukturę, zachowania konsumentów na rynku oraz model
biznesowy prowadzenia działalności.
Słowa kluczowe: rynek usług gastronomicznych, lokale gastronomiczne, konkurencyjność
Summary: The aim of the paper is the presentation of characteristics of the market catering services in
the years 2005-2009 and evaluation of factors affecting on the competitiveness of the sector institutions.
In the analyzed period were observed rise of the value of the Polish market of catering services, despite
the decrease of the total number of catering establishments. The market structure is dominated by bars
and food stands. The participation of the total number of restaurant dining is increasing and there is also
growing trend in the amount of visitors of the catering establishments. The data presented in the paper
shows that the competitiveness of the catering establishments is affected by several factors such as:
business area, trends in the sector, location, infrastructure, consumer behavior in the market and business
model.
Key words: catering services market, catering establishments, competitiveness
307
TOM III.indd 307
3/9/12 4:49 AM
Dagmara Stangierska
Wstęp
Od początku lat 90. rynek usług gastronomicznych w Polsce stale się rozwija, a klienci
coraz częściej korzystają z usług lokali gastronomicznych. Dostępna na rynku oferta jest
coraz bardziej różnorodna, a oczekiwania konsumentów stają się bardziej wyrafinowane.
W tych warunkach przedsiębiorstwa z sektora usług żywienia poza domem poszukują
nowych sposobów na zdobycie przewagi konkurencyjnej.
Materiały i metodyka
Podstawę charakterystyki rynku usług gastronomicznych w Polsce w latach 2005‑2009
stanowiły dane wtórne, zaczerpnięte ze statystyki ogólnej prowadzonej przez Główny
Urząd Statystyczny oraz Datamonitor. W celu identyfikacji czynników mających wpływ
na budowanie przewagi konkurencyjnej przedsiębiorstw na rynku usług gastronomicznych
wykorzystano informacje dostępne w literaturze przedmiotu oraz w Internecie.
Wyniki i dyskusja
Rynek usług gastronomicznych w Polsce w latach 2005-2009. Usługi gastronomiczne
rozwijają się w Polsce dynamicznie od początku lat 90. Drogę do tego rozwoju otworzyła
ustawa o działalności gospodarczej umożliwiająca rozwój sektora prywatnego. W 1990 roku
działało ponad 50 tys. placówek gastronomicznych, blisko 20 lat później było ich o ponad 20
tys. więcej. Dynamiczny wzrost sektora został wyhamowany po 2005 roku.
Według GUS (2010), w 2009 roku działało 78,6 tys. placówek gastronomicznych, podczas gdy
w roku 2005 było ich 92,1 tys., co oznacza spadek o 15% (tab. 1). Już w roku 2005 można było
zauważyć spowolnienie przyrostu liczby placówek gastronomicznych (Kwiatkowska, 2007).
Wyszczególnienie
Liczba placówek gastronomicznych
Udział %
2005
2009
% zmian
2005-2009
2005
2009
92072
78624
-15
100
100
Sektor publiczny
2398
1616
-33
2,6
2,1
Sektor prywatny
89684
77008
-14
97,4
97,9
restauracje
9716
14120
45
10,6
18
bary
40834
31828
-22
44,4
40,5
stołówki
6950
5107
-27
7,5
6,5
punkty gastronomiczne
34572
27569
-20
37,5
35,1
Tab. 1. Placówki gastronomiczne w Polsce w latach 2000-2009, źródło: GUS, 2010 i obliczenia własne
W strukturze rodzajowej lokali gastronomicznych dominują bary, których w 2009 roku
działało 31,8 tys. oraz punkty gastronomiczne - 27,6 tys. W 2009 roku liczba barów
jak i punktów gastronomicznych spadła o około 20% w porównaniu z rokiem 2005.
W analizowanych latach miał miejsce wzrost liczby restauracji z 9,7 tys. w 2005 roku
do 14,1 tys. w 2009 roku, co oznacza wzrost tego typu placówek w strukturze rodzajowej
z 10,6% do 18% (tab. 1).
308
TOM III.indd 308
3/9/12 4:49 AM
Rynek usług gastronomicznych w Polsce w latach 2005-2009...
W latach 2005-2009 miał miejsce spadek liczby lokali działających w ramach sektora publicznego (z
2,6% do 2,1%), jak również w ramach sektora prywatnego (o 14%. Pomimo to, nadal utrzymuje się
tendencja wzrostu udziału tych ostatnich w ogólnej liczbie placówek gastronomicznych (tab. 1). Do
przyczyn spadku liczby placówek gastronomicznych można zaliczyć m.in. spowolnienie rozwoju
gospodarczego w Polsce (Cabaj-Bonicka, 2010). Nie bez znaczenia jest także wzrost kosztów
prowadzenia działalności gospodarczej, między innymi stale rosnące ceny czynszów oraz koszty
pracownicze (Anam, 2009).
Za systematyczny spadek udziału barów oraz punktów gastronomicznych mogą odpowiadać
między innymi rygorystyczne przepisy higieniczno-sanitarne (Kwiatkowska,2007). Z badań
IPSOS (2004) wynika ponadto, że maleje zainteresowanie polskich konsumentów tego
typu lokalami. Z drugiej strony wzrost liczby restauracji w Polsce jest skutkiem obecnie
panujących trendów konsumenckich, w tym wyboru lokali z pełną obsługą kelnerską,
o wyższym standardzie serwowanych posiłków. Wynika to przede wszystkim ze wzrostu siły
nabywczej polskich konsumentów (Nalepa, 2009).
Według danych GUS (2010) przychody z działalności gastronomicznej w 2009 roku wyniosły
20,7 mld zł, co oznacza wzrost o 17,1% w porównaniu z 2005 rokiem, gdy wynosiły 17,6
mld złotych. Przychody z działalności gastronomicznej w sektorze prywatnym w 2009 roku
wyniosły 20,1 mld złotych, to znaczy o ponad 17% więcej niż w 2005 roku. W sektorze
publicznym przychody te osiągnęły wartość zaledwie 592 mln złotych.
Największą część przychodów generuje produkcja gastronomiczna - 13,6 mld złotych
w 2009 roku, najmniejszą (550 mln zł) zaś pozostała działalność (tab. 2)
Udział %
Wyszczególnienie
2005
2009
% zmian
2005-2009
2005
2005
Przychody z działalności gastronomicznej
(ceny bieżące) w mln zł :
17681
20702
17,1
100
100
sektor publiczny
531
592
11,5
3,0
2,86
sektor prywatny
17150
20110
17,3
97,0
97,14
ze sprzedaży towarów handlowych
7449
6573
-11,8
42,1
31,75
w tym napojów alkoholowych
i wyrobów tytoniowych
4862
4627
-4,8
27,5
22,35
z produkcji gastronomicznej
9647
13579
40,8
54,6
65,59
z pozostałej działalności
584,8
550
-6,0
3,3
2,66
Tab. 2. Przychody z działalności gastronomicznej w Polsce w latach 2005 - 2009, źródło: GUS, 2010
i obliczenia własne
W analizowanym okresie miał miejsce wzrost liczby transakcji przeprowadzonych
w placówkach żywienia poza domem. W 2009 roku klienci indywidualni dokonali ponad
3 mld transakcji, co stanowiło prawie 6% wzrost w stosunku do 2005 roku, kiedy było ich
2,9 mld. Prognoza platformy Datamonitor (2010) na rok 2014 wskazuje, że liczba transakcji
w placówkach żywienia poza domem może osiągnąć wartość 3,5 mld (Datamonitor, 2010).
Wzrost przychodów na rynku usług gastronomicznych pomimo wyraźnego spadku ogólnej
liczby placówek gastronomicznych może świadczyć o zwiększeniu się produktywności
przedsiębiorstw należących do tego sektora (Kwiatkowska, 2007). Rośnie także
309
TOM III.indd 309
3/9/12 4:49 AM
Dagmara Stangierska
zainteresowanie polskich konsumentów usługami gastronomicznymi, co przekłada się
bezpośrednio na wzrost liczby transakcji zawartych w placówkach gastronomicznych oraz
na wzrost przychodów na tym rynku (IPSOS, 2009; Kwiatkowska, 2007) .
Źródła przewagi konkurencyjnej na rynku usług gastronomicznych. Konkurowanie
przedsiębiorstwa wymaga analizowania wielu aspektów jego rozwoju ze względu na
zmieniające się warunki rynkowe i wewnętrzne funkcjonowanie podmiotów gospodarczych.
Siła konkurencyjna, która ma decydujący wpływ na pozycję przedsiębiorstwa na rynku
odzwierciedla sposób wykorzystania i zarządzania zasobami materialnymi i niematerialnymi
(Skawińska, 2000).
Znajomość panujących na rynku trendów, preferencji konsumentów oraz obserwowanie
działań firm z sektora są podstawowymi elementami oceny jego konkurencyjności
(Chrisler i Ryan, 2003). Na konkurencyjność wpływają takie parametry jak: lokalizacja
i profil lokalu gastronomicznego, działania marketingowe, sytuacja finansowa obecnych
i potencjalnych klientów oraz model biznesowy prowadzenia działalności gospodarczej.
Z uwagi na to, że lokalizacja placówki gastronomicznej w istotny sposób wpływa na jej
konkurencyjność. Z badań przeprowadzonych przez PMR Research w marcu i kwietniu
2010 r. wśród ponad 600 placówek gastronomicznych w Polsce w 2009 roku wynika, że
największe przychody odnotowały placówki gastronomiczne znajdujące się w centrach
handlowych, centrach miast oraz zlokalizowane przy trasach lub stacjach benzynowych (PMR
Research, 2010). Lokalizacje te charakteryzują się wysokim potencjałem konkurencyjnym
wynikającym z usytuowania w bliskim otoczeniu obiektów kulturalno – rozrywkowych,
sklepów, biurowców, obiektów użyteczności publicznej. Dzielnice centralne miast są częściej
odwiedzane nie tylko przez mieszkańców, ale i przez turystów, co przekłada się na liczbę
klientów w tak zlokalizowanych placówkach gastronomicznych (Kaczorek i Kowalczyk,
2003). Popularność opisanych powyżej lokalizacji jest potwierdzeniem przyjmowania się
na polskim rynku zachodnioeuropejskiego wzorca zachowań konsumenckich jakim jest
łączenie zakupów lub podróży z posiłkiem w lokalu gastronomicznym (Maisevičiute, 2009).
Wzrost zamożności społeczeństwa, który wpływa na częstsze spożywanie posiłków
poza domem oraz prowadzenie działań marketingowych przez placówki gastronomiczne
to istotne elementy podnoszenia konkurencyjności przedsiębiorstw oferujących usługi
gastronomiczne (Anam, 2009). Przykład Stanów Zjednoczonych pokazuje tendencję
do wzrostu znaczenia żywienia poza domem wraz ze wzrostem dochodów społeczeństwa
(Kowrygo i Levytska, 2007).
Skuteczne i długofalowe działania marketingowe przełożyły się na sukces takich firm
z sektora żywienia poza domem jak: McDonald’s, KFC, Burger King (Interbrand, 2010).
Ważnym elementem działań marketingowych jest branding, coraz popularniejszy wśród
firm z sektora małych i średnich przedsiębiorstw. Lokale gastronomiczne inwestują również
w marketing wewnętrzny realizowany przede wszystkim poprzez szkolenia personelu
(Janik, 2010). Działania marketingowe są szczególnie ważnym elementem podnoszenia
konkurencyjności lokalu gastronomicznego ze względu na pozyskanie nowych klientów,
a także wzmacnianie poziomu lojalności i przywiązania do firmy stałych gości lokalu
(Czubała, 2006; Janik, 2010).
W ostatnich kilku latach nastąpił wzrost zainteresowania placówkami gastronomicznymi
z segmentu restauracji typu casual dining, a także kawiarni oraz lokali z szybką obsługą.
Zapotrzebowanie na restauracje z sektora premium uzależnione jest przede wszystkim od
preferencji klientów biznesowych (Nalepa, 2009).
310
TOM III.indd 310
3/9/12 4:49 AM
Rynek usług gastronomicznych w Polsce w latach 2005-2009...
Wiele firm upatruje możliwość podniesienia swojej konkurencyjności przez działalność na
zasadzie franczyzny (Cabaj-Bonicka, 2010; Kokoszka, 2008). Do podstawowych czynników
wpływających na obniżenie ryzyka związanego z prowadzeniem działalności gospodarczej
w ramach sieci można zaliczyć: wybór sprawdzonej wcześniej koncepcji, markę, prawo do
technologii, towaru, nazwy lub znaku handlowego (Czarnecka-Skubina, 2008; Napora, 2009).
Licencjonodawca oferuje pomoc w zakresie: wyboru lokalizacji, wyposażenia, adaptacji oraz
aranżacji wnętrz, zarządzania i szkolenia personelu oraz realizacji działań promocyjnych
(Malar, 2006; Napora, 2009).
Podsumowanie
W latach 2005-2009 rynek usług gastronomicznych w Polsce, pomimo zmniejszającej się
ogólnej liczby placówek gastronomicznych, odnotowywał wzrost wielkości przychodów.
Zauważalne są zmiany zarówno w strukturze rodzajowej, jak i własnościowej lokali
świadczących usługi z zakresu żywienia poza domem. Do istotnych elementów walki
konkurencyjnej placówek gastronomicznych można zaliczyć: ich lokalizację i infrastrukturę,
trendy panujące na rynku oraz preferencje konsumentów.
Literatura
Anam R. 2009. Rynek HoReCa w Polsce 2009. www.egospodarka.pl/37854,Rynek-HoReCa-wPolsce-2009,1,39,1.html, 10.01.2011
Cabaj-Bonicka J.2010. Franczyza w gastronomii - podsumowanie 2009 r. i perspektywy na 2010 r..
www.franczyzawpolsce.pl/, 10.01.2011
Chrisler M., Ryan B. 2003. Restaurant Market Analysis.
Czarniecka-Skubina E. 2008. Obsługa konsumenta w gastronomii i cateringu. Wyd. SGGW,
Warszawa
Czubała A. 2006. Determinanty kanałów dystrybucji usług. Zeszyty Naukowe Akademi
Ekonomicznej w Krakowie, 720: 173-181
Datamonitor (2010): Foodservice in Poland. Industry Profile. Wyd. Datamonitor, Londyn
GUS 2010. Mały rocznik statystyczny 2009, Wyd. GUS, Warszawa
Interbrand (2010): Best Global Brands 2009. The Definitive Guide to the World‘s Most Valuable
Brands. http://www.interbrand.com/, 25.01.2011
Ipsos 2004. Polacy jedzą lepiej. www.ipsos.pl/ , 10.01.2011
Ipsos 2009. Odżywianie, waga, tryb życia Polaków. http://www.ipsos.pl/odzywianie-waga-trybzycia, 10.01.2011
Janik A. 2010. Marketing od kuchni., 25.01.2011
Kaczorek A., Kowalczyk A. 2003. Modele lokalizacji usług gastronomicznych na obszarach
miejskich. Prace i Studia Geograficzne, 32: 191-203
Kokoszka M. 2008. Franchising as a challenge and an opportunity for entrepreneurs. Scientific
journal. Service management 482, t.2:147-159
311
TOM III.indd 311
3/9/12 4:49 AM
Dagmara Stangierska
Kowrygo B., Levytska G. 2007. Znaczenie usług gastronomicznych w żywieniu ludności w Polsce.
Roczniki PZH 58(1):371-376
Kwiatkowska E. 2007. Gastro-boom. Przegląd Gastronomiczny, 4:3-4
Maisevičiute R. 2009. Kryzys nie zahamował tendencji wzrostowych. Na razie tylko spowolnienie.
Nowości Gastronomiczne, 4, www.horecanet.pl/ , 25.01.2011
Malar Z. 2006. Franchising [w:] Przedsiębiorstwo w globalnej gospodarce. Wyzwania
współczesności, Wyd. WN PWN, Warszawa, s. 47-48
Nalepa P. 2009. Badanie polskiego rynku restauracji sieciowych – bieżąca sytuacja i perspektywy
rozwoju. www.research-pmr.com, 11.01.2011
Napar W. 2009. Droga do biznesu. www.restaurator.com.pl/, 24.01.2011
PRM Research 2010. Rynek HoReCa w Polsce - wybrane wyniki - przychody placówek, a ich
lokalizacja. www.research-prm.com
Skawińska E. 2000. Konkurencyjność przedsiębiorstw przetwórstwa żywnościowego w Polsce w
świetle badań empirycznych. Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu, 865:
228-237
Adres do korespondencji:
Dagmara Stagnierska
Katedra Organizacji i Ekonomiki
Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
ul Nowoursynowska 159, 02-787 Warszawa
e-mail: [email protected]
312
TOM III.indd 312
3/9/12 4:49 AM
Monika Szafrańska
EPISTEME
12/2011, t. II
s.313-317
ISSN 1895-4421
Czynniki determinujące poziom wiedzy i umiejętności
finansowych młodzieży z obszarów wiejskich
Factors determining the level of financial knowledge and
skills of rural youth
Abstrakt: Celem badań była ocena poziomu wiedzy i umiejętności finansowych młodzieży z terenów
wiejskich, a także określenie wybranych czynników, które różnicują i warunkują poziom kompetencji
młodych osób w zakresie finansów osobistych. Jak wynika z przeprowadzonych badań, młode pokolenie
charakteryzuje się przeciętnym poziomem wiedzy i umiejętności finansowych. Najlepiej w świecie
finansów czują się osoby z wykształceniem wyższym, posiadające stałe zatrudnienie, gospodarstwa
domowe o wyższej dochodowości. Domeną, która wymaga najpilniejszych działań edukacyjnych jest
problematyka związana z prawidłową oceną ryzyka finansowego.
Słowa kluczowe: młodzież, obszary wiejskie, wiedza finansowa
Summary: The paper aims to analyse the state of knowledge and financial skills of rural youth and
also identify some factors that distinguish and determine the level of competence of young people
in the field of personal finance. As has been demonstrated by the conducted analyses, the young
generation is characterized by the average level of financial knowledge and skills. The higher level of
financial knowledge characterized persons possessing higher education, respondents having permanent
employment and households with higher profitability. Proper assessment of the financial risk is the
domain that requires the most urgent educational activities.
Key words: rural areas, youth, financial knowledge
313
TOM III.indd 313
3/9/12 4:49 AM
Monika Szafrańska
WSTĘP
W warunkach globalnej gospodarki i szybkiego rozwoju rynków finansowych, wiedza
i kompetencje z zakresu finansów osobistych to niezbędna umiejętność każdego młodego
człowieka. Solidna wiedza na temat finansów umożliwia młodym konsumentom wybór usług
finansowych odpowiadających ich potrzebom i możliwościom finansowym, prawidłową ocenę
ryzyka związanego z danym produktem finansowym oraz lepsze i świadome zaplanowanie
przyszłości finansowej (okresy bezrobocia, emerytury). Wysoki poziom wiedzy finansowej
obywateli można uzyskać w wyniku opracowania i realizacji skutecznej strategii edukacji
finansowej. Aby projektowane programy edukacji finansowej były efektywne muszą być
dostosowane do potrzeb i wymagań poszczególnych grup odbiorców w tym zakresie. Dlatego
istotne jest poznanie czynników warunkujących poziom wiedzy finansowej wybranych grup
obywateli, w tym przypadku, młodych mieszkańców wsi.
Celem opracowania jest ocena poziomu wiedzy i umiejętności finansowych młodzieży
wiejskiej, a także określenie wybranych czynników, które determinują poziom kompetencji
młodych obywateli w zakresie finansów osobistych. Ich znajomość może stanowić podstawę
działań różnych podmiotów, które przyczynią się do wzrostu świadomości finansowej
młodego pokolenia, a pośrednio do ograniczenia problemów nadmiernej konsumpcji,
zadłużenia oraz ubóstwa na wsi.
MATERIAŁ I METODY
Podstawowym źródłem danych wykorzystanych do analizy i wnioskowania były informacje
pierwotne pochodzące z badań własnych. Badania przeprowadzono w ramach projektu
badawczego „Czynniki determinujące poziom wiedzy finansowej mieszkańców obszarów
wiejskich na przykładzie Małopolski”13. Zastosowano technikę wywiadu kierowanego
z wykorzystaniem kwestionariusza wywiadu. Badania przeprowadzono w 2010 roku, na
grupie 1000 losowo wybranych wiejskich gospodarstw domowych, funkcjonujących
w województwie małopolskim. Rozpatrywany przedział wiekowy to osoby w wieku 18-26 lat,
których udział w badanej populacji wynosił 18,4%. Analiza statystyczna badanego materiału
obejmowała sumaryczne mierniki statystyczne oraz nieparametryczny test chi kwadrat (χ2).
Wiedza i umiejętności finansowe młodzieży wiejskiej. W omawianym przedziale wiekowym
dominowały kobiety (55%). Najliczniejsza grupa respondentów miała wykształcenie
średnie (prawie 60%). Dominujący udział osób legitymujących się wykształceniem średnim
wynikał z faktu, że znaczna część respondentów jeszcze studiowała. Niemal 1/3 badanych
to osoby z wykształceniem wyższym. Najmniej liczną grupą były osoby legitymujące się
wykształceniem podstawowym/gimnazjalnym (prawie 5%). Niemal 30% omawianych
gospodarstw domowych to gospodarstwa czteroosobowe, nieco mniej (27%) stanowiły
rodziny wieloosobowe (5 i więcej osób). Głównym źródłem dochodów w badanych
gospodarstwach była praca najemna (prawie 80% wskazań). Gospodarstwa domowe rolników
stanowiły 8%. Miesięczny dochód netto w przeliczeniu na osobę w gospodarstwie domowym,
w przypadku niemal 40% respondentów mieścił się w przedziale 501-1000 PLN.
Do pomiaru i oceny poziomu wiedzy oraz umiejętności finansowych respondentów
opracowano dwa wskaźniki: indeks wiedzy finansowej (IWF) oraz indeks umiejętności
finansowych (IUF). Budowę wskaźników oparto na zasadach konstrukcji indeksów
wiedzy finansowej (z ang. financial knowledge index) według Guiso i Jappelli, z poprawką
13 Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2009-2011 jako projekt badawczy
314
TOM III.indd 314
3/9/12 4:49 AM
Czynniki determinujące poziom wiedzy i umiejętności finansowych...
Monticione [Calgano, Monticione 2011]. Maksymalna wartość mierników to 100 punktów.
Średnia wartość wskaźnika wiedzy finansowej dla badanej populacji wynosiła 74 punkty.
Najczęściej badani otrzymywali 60 punktów (11,4%). Porównując uzyskane wyniki
z rezultatami otrzymanymi dla respondentów powyżej 26 roku życia, można stwierdzić,
że młodzi mieszkańcy wsi charakteryzują się wyższym poziomem znajomości zagadnień
finansowych. Wyższy poziom wiedzy finansowej wynika z faktu, że analizowana grupa, to
osoby które w zakresie szkoły średniej realizowały już obowiązkowy przedmiot „Podstawy
przedsiębiorczości”. Część zagadnień omawianych w ramach tego przedmiotu dotyczy
problematyki wiedzy finansowej. Poza tym, wiele osób spośród młodych respondentów,
studiowała lub studiuje na kierunkach o nachyleniu ekonomicznym, co bezpośrednio
przekłada się na wyższy poziom wiedzy finansowej.
W celu przeprowadzenia weryfikacji testem χ2, uzyskane wyniki zgrupowano w trzy
przedziały: niski poziom wiedzy finansowej, średni i wysoki. Jak wynika z przeprowadzonej
analizy, 42% respondentów charakteryzowało się średnim stopniem wiedzy finansowej,
prawie 1/3 badanych wysokim, natomiast niski poziom wiedzy z zakresu finansów osobistych
dotyczył 27% badanej populacji.
Faktyczny poziom wiedzy finansowej jest zdeterminowany wieloma czynnikami, jednym
z nich jest wykształcenie. W grupie osób z wykształceniem średnim i wyższym, badani
reprezentujący wysoki lub przeciętny poziom wiedzy finansowej stanowili prawie 70%
populacji, podczas gdy w grupie osób z najniższym wykształceniem tylko 40%. Również
analiza średnich wartości indeksu wiedzy finansowej, potwierdza zaobserwowaną zależność.
Przeciętna wartość IWF dla osób z wykształceniem wyższym to 77 punktów, z kolei dla osób
z wykształceniem podstawowym/gimnazjalnym to 58 punktów.
Ważnym czynnikiem wpływającym na poziom wiedzy finansowej jest wysokość dochodu
przypadająca na osobę w rodzinie respondenta. W gospodarstwach domowych o najniższym
dochodzie przeciętna wartość współczynnika wiedzy finansowej była najniższa i wynosiła
54 punkty, a prawie 40% badanych cechowała się najniższym poziomem wiedzy. Wraz ze
wzrostem dochodu wzrasta średnia wartość omawianego indeksu, który dla gospodarstw
o najwyższej dochodowości wynosił 66 punktów. Projektowane działania w zakresie edukacji
ekonomicznej powinny być szczególnie nakierowane na gospodarstwa domowe o najniższej
dochodowości, ponieważ częściej niż inne grupy są one zagrożone wykluczeniem finansowym
oraz ubóstwem. W Polsce skala ubóstwa nie jest jeszcze wysoka, ale problem ten szczególnie
dotyczy obszarów wiejskich. Według raportu Diagnoza Społeczna 2011, prawie 6,5% osób
zamieszkujących tereny niezurbanizowane żyje w niedostatku [Czapiński, Panek 2011].
Następnym czynnikiem determinującym poziom wiedzy finansowej obywateli jest główne
źródło dochodów gospodarstwa domowego. Najwyższym poziomem wiedzy o charakterze
ekonomicznym cechowały się osoby posiadające stałe zatrudnienie (56% respondentów
reprezentowało wysoki poziom wiedzy finansowej). Jest to związane z faktem, że bardzo
często stałe zatrudnienie „wymusza” zainteresowanie pracownika niektórymi usługami
finansowymi (np. zalecenie pracodawcy odnośnie posiadania przez pracownika rachunku
bankowego), co również skutkuje wzrostem stanu wiedzy finansowej konsumentów.
Jak wynika z analizy testem χ2, płeć nie wpływa istotnie na poziom wiedzy finansowej młodych
osób (χ2=1,5; df=2). Przeciętna wartość współczynnika wiedzy finansowej zarówno dla kobiet,
jak i dla mężczyzn wynosiła 62 punkty. W przypadku tej cechy zachowania finansowe młodzieży
różnią się od pozostałych grup wyodrębnionych na podstawie wieku. W grupach „starszych”,
wraz z wiekiem poziom wiedzy finansowej kobiet był niższy, co wynikało z niższego poziomu
wykształcenia respondentek oraz niższej aktywności zawodowej kobiet.
315
TOM III.indd 315
3/9/12 4:49 AM
Monika Szafrańska
Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić także, że poziom wiedzy finansowej młodzieży
z obszarów wiejskich nie jest uzależniony od stopnia ubankowienia oraz aktywności na rynku
finansowym. Przeciętna wartość IWF dla osób, które posiadały konto wynosiła 64 punkty,
z kolei dla respondentów nie posiadających ROR w żadnej instytucji finansowej IWF=59
punktów. Otrzymane wyniki, w porównaniu z danymi uzyskanymi dla respondentów powyżej
26 roku życia, są odmienne. W tej grupie respondentów, zauważono istotny wpływ poziomu
aktywności na rynku usług finansowych na poziom wiedzy finansowej, osoby korzystające
z wielu usług finansowych cechowały się wyższym IWF.
Zdecydowana większość młodych osób deklarowała chęć posiadania wiedzy o finansach,
ale już znacznie mniej respondentów odpowiadało twierdząco na pytanie, o to, czy chce się
poduczyć (43%). Prawie 1/3 w ogóle nie była zainteresowana pogłębieniem wiedzy w tym
zakresie, z kolei 28% badanej populacji nie miała zdania. Jak wynika z przeprowadzonych
badań, Internet to dla młodzieży najbardziej odpowiedni kanał przekazu wiedzy na tematy
związane z finansami (28,5% wskazań). Otrzymane rezultaty są zbieżne z wynikami
uzyskanymi przez innych autorów [Stan wiedzy (…) 2009].
Oszczędzanie (22% wskazań), planowanie budżetu domowego (16,5%) oraz sposoby
finansowego zabezpieczenia się na okres emerytury (16,4%) to obszary, w których odczuwana
jest największa potrzeba edukacji finansowej. Jedna na osiem osób była zainteresowana
podatkami i produktami ubezpieczeniowymi, co dziesiąty respondent – usługami kredytowymi.
Prawie 6% młodych mieszkańców obszarów wiejskich, nie potrafiło wskazać konkretnego
zagadnienia z zakresu finansów osobistych, z którym chcieliby się zapoznać.
Kolejny wskaźnik, indeks umiejętności finansowych (IUF), został skonstruowany na
podstawie trzech domen umiejętności finansowych: zarządzania budżetem domowym,
planowania finansowego oraz dywersyfikacji ryzyka finansowego. Wyniki z poszczególnych
obszarów zostały zsumowane w celu obliczenia wskaźnika o charakterze ogólnym. Pytania
użyte w każdym z obszarów, nie powtarzały się w innych domenach, umożliwiło to
porównywanie wyników między badanymi obszarami. Średnia liczba punktów otrzymana
dla indeksu wynosiła 52 punkty. Respondenci najczęściej otrzymywali 48 punktów.
W przypadku tego wskaźnika dominowały osoby cechujące się średnim (46%) i wysokim
poziomem umiejętności finansowych (45%). Co dziesiąty młody mieszkaniec wsi to obywatel
o niskim poziomie świadomości w zakresie finansów osobistych.
Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że 55% respondentów cechowało
się przeciętnym poziomem umiejętności w obszarze zarządzania własnym budżetem
domowym. Prawie 35% młodych osób charakteryzowała się wysokimi umiejętnościami
w tym zakresie. Natomiast, co dziesiąty respondent z tej grupy wiekowej, nie potrafił
racjonalnie gospodarować własnymi pieniędzmi. Gorszymi umiejętnościami w zakresie
zarządzania budżetem domowym w grupie młodzieży cechowali się mężczyźni, osoby
z wykształceniem podstawowym, zawodowym, gospodarstwa o niższych dochodach,
respondenci nie posiadający podstawowego rachunku bankowego.
Kolejną domeną współczynnika umiejętności finansowych jest planowanie przyszłości
w zakresie finansów osobistych. W tym przypadku, również dominowała grupa osób z
przeciętnymi umiejętnościami (49%). Niespełna 30% osób charakteryzowało się najwyższym
poziomem świadomości w zakresie planowania przyszłości, co czwarty respondent cechował
się niskim stopniem umiejętności w tym zakresie. Do tej grupy należały kobiety (rozbieżność
w porównaniu ze starszymi grupami wiekowymi, w których gorszymi umiejętnościami
charakteryzowali się mężczyźni), respondenci o najniższych dochodach, osoby nieubankowione,
w równym stopniu osoby które korzystają z rynku kredytów, jak i niespłacające żadnych pożyczek.
316
TOM III.indd 316
3/9/12 4:49 AM
Czynniki determinujące poziom wiedzy i umiejętności finansowych...
Trzeci obszar umiejętności finansowych to problemy związane z dywersyfikacją ryzyka.
W przypadku tego obszaru umiejętności finansowych otrzymano najgorsze wyniki.
Przeprowadzone badania sugerują że ponad 50% badanej grupy cechowała się średnimi
umiejętnościami, prawie 40% niskimi, a tylko co dziesiąta młoda osoba wysokimi
kompetencjami w tym obszarze. Z prawidłową oceną ryzyka finansowego, w grupie osób
najmłodszych, najgorzej radziły sobie kobiety, respondenci z najniższym wykształceniem
i rodziny o wyższej dochodowości.
PODSUMOWANIE
• Przeprowadzone badania umożliwiły określenie poziomu wiedzy i umiejętności
finansowych młodych mieszkańców obszarów wiejskich w Małopolsce oraz czynników,
które go różnicują. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że respondenci
cechowali się przeciętnym poziomem kompetencji w zakresie finansów osobistych.
Najlepiej w świecie finansów czują się osoby z wykształceniem wyższym, posiadające
stałe zatrudnienie, gospodarstwa domowe o wyższej dochodowości. Na poziom wiedzy
finansowej, w przypadku młodego pokolenia nie wpływa płeć, poziom ubankowienia
oraz stopień korzystania z usług finansowych. Natomiast, czynniki te istotnie kształtują
poziom umiejętności finansowych.
• Przy określeniu poziomu umiejętności finansowych wyodrębniono trzy obszary
umiejętności: zarządzanie budżetem domowym, planowanie oraz ocena ryzyka. Domeną,
która wymaga najpilniejszych działań edukacyjnych jest problematyka związana
z prawidłową oceną ryzyka. Dlatego w projektowanych programach i strategiach
edukacyjnych należy zwrócić szczególną uwagę na wskazaną tematykę. Należy również
pamiętać o odpowiednim doborze kanałów dystrybucji wiedzy finansowej. Jak wynika
z badań, najskuteczniejszym w przypadku młodych mieszkańców wsi będzie Internet.
Literatura
Calgano R., Monticione Ch. 2011, Financial Literacy and the Demand for Financial Advice. CeRP,
“Working Paper”, nr 117, http://cerp.unito.it/index.php. (30.06.2011)
Czapiński J., Panek T. (red.) 2011, Diagnoza Społeczna 2011. Warunki i jakość życia Polaków. Rada
Monitoringu Społecznego, Warszawa.
Stan wiedzy finansowej Polaków. Raport Fundacji Kronenberga przy City Handlowe, wyd. 1, Dom
Badawczy Maison, Warszawa, 2009.
Adres do korespondencji:
Monika Szafrańska
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail: [email protected]
317
TOM III.indd 317
3/9/12 4:49 AM
318
TOM III.indd 318
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
EPISTEME
12/2011, t. II
s.319-332
ISSN 1895-4421
ANALIZA WYBORU FORMY OPODATKOWANIA NA PRZYKŁADZIE
PRZEDSIĘBIORCY ŚWIADCZĄCEGO USŁUGI TAKSÓWKOWE
ANALYSIS OF CHOICE IN THE FORM OF TAXATION ON THE EXAMPLE OF AN
ENTREPRENEUR PROVIDING TAXI SERVICES
Abstrakt: Celem pracy jest analiza dochodów przedsiębiorcy świadczącego usługi taksówkowe, która
ma ułatwić wybór optymalnej formy opodatkowania podatkiem dochodowym. Zastosowana zostanie
metoda porównań rachunku dochodu dla celów podatkowych, podział kosztów własnych przedsiębiorcy
na układ rodzajowy i kalkulacyjny. Analiza zostanie przeprowadzona na realnych danych zawierających
przychody i koszty z okresu od 2008 do września 2010 roku, pochodzących od osoby pracującej, jako
taksówkarz. Wyniki analizy będą użyte do wyboru najkorzystniejszej formy opodatkowania dla tego
przedsiębiorcy. Przedsiębiorca zastanawia się nad zmianą formy opodatkowania i rezygnacją z opłacania
podatku od wartości dodanej. Jeżeli do dnia 20 stycznia 2011 roku podatkowego przedsiębiorca nie
dokona wyboru innej formy opodatkowania od dotychczasowej, to nastąpi kontynuacja opodatkowania
działalności w dotychczasowej formie.
Słowa kluczowe: wybór formy opodatkowania, analiza dochodów przedsiębiorcy, usługi taksówkowe
Summary: The aim of this study is to analyze the income of the entrepreneurs providing taxi services
in Poland, that facilitate the selection of the optimal income tax forms. A comparison method is applied
to account for income tax purposes, the allocation of costs to the entrepreneur’s own generic layout
and calculation. The analysis will be conducted on real data containing revenues and expenses from
the period since 2008 to September 2010, coming from a person working as a taxi driver. The results
of the analysis will be used to select the best form of taxation for the entrepreneur. The entrepreneur is
considering to change the form of taxation and to resign of the payment of value added tax. If, by the end
of 20 January 2011 the entrepreneur choose not to change in another form of taxation from the former, he
will continue taxation of business in its current form.
Key words: optimal tax form, analyze the income entrepreneurs, taxi services
319
TOM III.indd 319
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
Wstęp
W różnych krajach taksówka ma inne oznaczenia, najszybciej rozpoznamy ją po sygnalizacji
świetlnej z napisem „TAXI” na dachu pojazdu. Taksówka jest jednym z ogólnych
środków transportu, czyli jest to „samochód służący do świadczenia nieregularnych usług
przewozowych, pasażerskich lub pasażersko-towarowych”14. W takim znaczeniu taksówka
jest dopełnieniem komunikacji miejskiej na terenie miasta i powiatu.
Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury (z dnia 31 grudnia 2002 r. (Dz. U. z 2003
r. Nr 32, poz. 262 z późn. zm. §24. pkt.8) samochód dopuszczony do świadczenia usług
taksówkowych powinien posiadać wspomnianą sygnalizację świetlną z napisem „TAXI”
umieszczoną na dachu pojazdu o barwie białej lub żółtej samochodowej z czarnymi napisami
widocznymi z przodu i z tyłu, potocznie zwany „kogutem”. Dodatkowo może posiadać
oznaczenia zawierające nazwę miasta, numer licencji po bokach pojazdu, tzw. „numer boczny”
oraz inne oznaczenia pod warunkiem, że są zgodne z ustaleniami obowiązującymi na terenie
danej gminy, ponieważ zgodnie z art. 15 ust. 7 ustawy z dnia 15 listopada 1984 r. prawo
przewozowe (t.j. Dz. U. z 2000 r. nr 50, poz. 601 z późn. zm.) upoważnia radę gminy do
wprowadzenia obowiązku stosowania dodatkowych oznaczeń taksówek, nie wynikających
z rozporządzenia. Zazwyczaj na taksówce jest podana informacja o numerze telefonu firmy
taksówkarza lub jego korporacji.
Korzystanie z taksówki jest powszechne, droższe od zbiorowej komunikacji miejskiej, ale
za to bardziej komfortowe. Na korzystanie z taksówki regularnie nie wszyscy mogą sobie
w Polsce pozwolić, raczej korzysta się z tego transportu okazjonalnie, w miarę potrzeb
na określoną okoliczność np. przewiezienia gości z i do dworców i lotnisk. Jak wynika
z danych statystycznych korporacji taksówkowej udział zamówień od klientów biznesowych
wynosi 10-15% w całości zamówień15. Przejazd taksówką i posiadanie dokumentu naliczenia
opłaty za kurs jest akceptowanym dowodem na odzyskanie kosztu dojazdu do pracodawcy w
dopuszczanej przez firmę sytuacji.
Aby zostać taksówkarzem, niezbędne jest posiadanie licencji, która kosztuje w zależności
od miasta ok. 700-900 zł (Podstawa prawna: ustawa z dnia 6 września 2001 o transporcie
drogowym Dz. U. z 2004 r. Nr 204, poz. 2088, Rozporządzenie Ministra Infrastruktury
z dnia 5 lipca 2004 r. w sprawie wysokości opłat za czynności administracyjne związane
z wykonywaniem transportu drogowego oraz za egzaminowanie i wydanie certyfikatu
kompetencji zawodowych Dz. U. z 2004 r. Nr 159, poz. 1664 ). Licencja udzielana jest na
obszar gminy na czas określony, nie krótszy niż 2 lata i nie dłuższy niż 50 lat. W celu jej
uzyskania należy ukończyć odpowiedni płatny kurs organizowany przez urzędy miejskie
i powiatowe, a następnie zdać egzamin m.in. z topografii miasta. Kierowcą taksówki
może zostać osoba, która ukończyła 21 lat, ma prawo jazdy kategorii B oraz przedstawiła
zaświadczenie lekarskie stwierdzające brak przeciwwskazań zdrowotnych do pracy w tym
charakterze, oraz zaświadczenie o braku przeciwwskazań psychologicznych do wykonywania
zawodu. Musi to być także osoba niekarana prawomocnym wyrokiem sądu.
Ustalony przez radę miasta o wysokości zaludnienia powyżej 100 tysięcy osób limit wydanych
licencji taksówkowych wynosi 350, jednak na tym mieście spotyka się taksówki o numerach
bocznych powyżej 800. Brakuje zatem kontroli ile z pośród taksówkarzy zrezygnowało
14 http://pl.wikipedia.org/wiki/Taks%C3%B3wka
15 Źródło własne.
320
TOM III.indd 320
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
w międzyczasie z tej działalności16, ponieważ licencje są wydawane na konkretne osoby i nie
można jej odsprzedać. Wiele spośród licencjonowanych taksówkarzy pracuje na taksówce
dorywczo i traktuję tę działalność, jako na przykład dodatkową pracę do ułamkowego
etatu u innego pracodawcy, lub jako dodatkowy zarobek oprócz otrzymywanych zasiłków
emerytalnych bądź rentowych.
Jednym z dylematów, nad którym powinien się zastanowić przyszły taksówkarz jest wybór
samochodu, który mu będzie służył, jako miejsce pracy. Często bywa, że na taksówkę
zostaje przeznaczony aktualnie posiadany pojazd, który trzeba przerejestrować w wydziale
komunikacji Urzędu Miasta do działalności i wyposażyć we wszystkie obowiązujące
urządzenia. Samochód będzie przechodził okresowo szczegółowe badanie techniczne. Stan
samochodu, jego wiek, przebieg, a także oszczędność w zużyciu paliwa, są znaczącymi
czynnikami przy analizowaniu wyboru opodatkowania. Bowiem im samochód starszy, pomimo
że tańszy, to będzie wymagał więcej zabiegów konserwacyjnych, łącznie z naprawami, więc
w konsekwencji poświęci mu się więcej pieniędzy na utrzymanie. Eksploatacja auta wiąże
się m.in.: z zakupem paliwa, wymianą olejów smarujących (silnikowego, skrzyni biegów),
płynów chłodzących i do spryskiwaczy, filtrów powietrza, paliwa, p. pyłkowego, serwisu
klimatyzacji, układu kierowniczego, amortyzatorów, hamulców, opon, oświetlenia i zakupu
środków pielęgnacyjnych i czyszczących. Samochód na taksówce może rocznie przejechać
nawet 50 tysięcy kilometrów. Przyszły taksówkarz powinien posiadać podstawowe
wiadomości na temat warunków eksploatacji wybranego samochodu, aby na bieżąco mógł
wykonywać czynności remontowe. Jednakże największe znaczenie dla taksówkarza ma koszt
paliwa, bowiem jest to koszt bezwzględnie stały, stanowiący połowę wszystkich kosztów
ponoszonych w działalności taksówkowej. Z tych powodów taksówkarze często interesują się
danymi technicznymi modeli samochodów i aby obniżyć koszty decydują się np. na bardziej
oszczędną wersję samochodu zasilaną olejem napędowym (diesel) lub wersję zasilaną gazem
w przypadku samochodów na benzynę.
Taksówkarzem jest przedsiębiorca, który osobiście wykonuje usługi przewozu osób
w transporcie drogowym. Obowiązuje go cennik, taryfa, świadectwa legalizacji taksometru,
dowód rejestracyjny z przeznaczeniem TAXI, kasa fiskalna i taksometr.
Taksówkarzem można nazwać:
• licencjonowanego kierowcę taksówki, który prowadzi jednoosobową działalność
transportu osób i/lub towarów samochodem osobowym lub ciężarowym,
• licencjonowanego kierowcę taksówki, który jest zatrudniony przez przedsiębiorcę
(korporację) prowadzącego działalność gospodarczą polegającą na usługach
taksówkowych,
• kierowcę zawodowego, którego się wynajmuje wraz z samochodem do przewozu osób.
Działalność usługowa przewozu osób taksówką wpisana w klasyfikacji PKWiU z 2004
z numerem 60.22.11. została zmieniona nową klasyfikacją PKWiU 2007 na działalność
„Usług taksówek osobowych, z wyłączeniem wynajmu samochodów osobowych
z kierowcą” 49.32.11.0. Oprócz usług przewozu osób taksówką (samochodami oznaczonymi
międzynarodowym napisem „TAXI”) istnieje możliwość wynajmu samochodów osobowych
z kierowcą, który funkcjonuje na innych zasadach administracyjno-podatkowych pod
numerem PKWiU 49.32.12.0. Kierowcą w tym ostatnim przypadku może zostać każdy, kto
posiada prawo jazdy kategorii B, a zatem nie ma obowiązku zdania egzaminu by uzyskać
16 Marlowe J., Licencje taksówkarskie - propozycja rozwiązania systemowego, 2007
321
TOM III.indd 321
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
licencję do służenia usług o charakterze taksówki w mieście, ale przez to, nie może korzystać
z postojów dla taksówek wytyczonych przez urząd miejski. Obowiązuje go kasa rejestrująca
i licznik kilometrów.
Pierwsi klienci cenili sobie taksówkę za krótki czas transportu i wygodę podróżowania.
Klienci narzekali na wysokie ceny kursów, ale zgadzali się, że jest to niedogodność
stosunkowo nieduża17. Po wojnie by pracować na taksówce należało posiadać zezwolenie
i należeć do Zrzeszenia Transportu Prywatnego. „Wtedy taksówek było po prostu za mało”18,
ludzie oczekiwali w kolejkach na taksówkę na postojach. W okresie komunizmu taksówkarz
ze względu na swoje deficytowe usługi oraz inne przywileje był ważną osobą, ważniejszą
od samego klienta. „Przed rokiem 1991 zawód ten kojarzony był z prosperity i dużymi
zarobkami”19. Tę przewagę, pomimo zmiany warunków na rynku po 1991 roku taksówkarze
próbują podtrzymać nieuczciwą pracą. Aktualnie niewielkie koszty związane z uzyskaniem
licencji, jakie ponosi przyszły taksówkarz, powodują że każdy może zostać taksówkarzem.
Obecnie celem jest uwolnienie rynku tak, aby konkurencja ukształtowała niskie ceny za
usługi taksówkowe. Konsekwencją tego faktu jest coraz większa dostępność tej usługi, jako
środka komunikacji alternatywnego wobec komunikacji publicznej i własnej dla przeciętnego
obywatela. Jednak podobnie jak w innych profesjach, taniość usługi odbija się na innych
czynnikach, najczęściej na jakości i na bezpieczeństwie pasażerów. Okazuje się także, że
kandydaci na licencję taksówkarza w obliczu większej ilości osób już świadczących
usługi taksówkowe koncentrują się na jak największym zysku często kosztem solidności
świadczenia swoich usług. W korporacjach stosowane są wewnętrzne regulaminy służce
zwiększaniu motywacji do solidnej pracy, ponieważ firmie pośredniczącej pomiędzy
taksówkarzem a klientem zależy na dobrej opinii, co osiąga właśnie, poprzez jakość
oferowanych usług. Samochód taksówkarza w korporacji jest sprawdzany pod kątem
wygody i zadbania, a kierowca z solidności w podejściu do swoich obowiązków (ubiór,
prezencja, kultura osobista). W korporacjach wskazane jest również, aby taksówkarz posiadał
znajomość przynajmniej jednego języka obcego, najlepiej języka angielskiego. Taksówkarz
powinien znać występujące w obszarze gdzie pracuje obiekty turystyczne, gastronomiczne
i hotelarskie. Coraz ważniejszymi elementami związanymi z usługą taksówkową jest
możliwość bezgotówkowego płacenia za kurs kartami kredytowymi oraz elektroniczny
sposób wyszukania oferty i zamawiania taksówki przez internet.
17 http://www.taxisolidarnosc.pl/?p=2851
18 http://marlowe.bblog.pl/wpis,licencje;taksowkarskie;-;propozycja;rozwiazania;systemowego,4693.
html#komentarze
19 http://www.tygodnikregionalny.pl/index.php?pid=13&first=1914&pg=30
322
TOM III.indd 322
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
Cel pracy
Celem pracy jest analiza dochodów przedsiębiorcy świadczącego usługi taksówkowe, która
ma ułatwić wybór optymalnej formy opodatkowania podatkiem dochodowym i podatkiem
od wartości dodanej. Zastosowana zostanie metoda porównań rachunku dochodu dla celów
podatkowych, podział kosztów własnych przedsiębiorcy na układ rodzajowy i kalkulacyjny,
zostanie obliczony próg rentowności działalności taksówki osobowej. W pracy opisane zostaną
również podstawowe tematy z zakresu działalności gospodarczej i zasad opodatkowania
obowiązujące na terenie Rzeczypospolitej Polskiej.
Analiza zostanie przeprowadzona na realnych danych zawierających przychody i koszty
z okresu od 2008 do września 2010 roku, pochodzących od osoby pracującej jako taksówkarz.
Wyniki analizy będą użyte do wyboru najkorzystniejszej formy opodatkowania dla tego
przedsiębiorcy. Przedsiębiorca zastanawia się nad zmianą formy opodatkowania i rezygnacją
z opłacania podatku od wartości dodanej. Jeżeli do dnia 20 stycznia 2011 roku podatkowego
przedsiębiorca nie dokona wyboru innej formy opodatkowania od dotychczasowej, to nastąpi
kontynuacja opodatkowania działalności w dotychczasowej formie.
Materiały i metodyka
a. Analiza otoczenia. Poddane analizie zostaną dane pochodzące od przedsiębiorcy X z lat
2008-2010, który jako osoba fizyczna działa na rynku usług przewozu osób taksówką w mieście
powyżej 100 tysięcy mieszkańców i współpracuje na zasadach umowy cywilno-prawnej z
korporacją radio-taxi. W mieście przedsiębiorcy X obowiązuje limit 350 licencji taksówkowych,
a zatem jedna taksówka obsługuje ok. 300 osób, natomiast ze względów nieprzejrzystego
systemu rejestracji licencji, trudno jest ustalić ile taksówkarzy rzeczywiście pracuje na mieście.
Przedsiębiorca ten posiada również 36% udziałów w spółce cywilnej Y, która zajmuje się w
tym samym mieście działalnością zapisaną w umowie, jako akwizycja usług przewozowych
taksówkami osobowymi, akwizycja usług transportowych w zakresie przewozu osób
i towarów, akwizycja usług technicznej pomocy drogowej oraz pośrednictwo. Korporacja
ma za swoją konkurencję trzy inne firmy, z czego jedna zarejestrowana jest w innym mieście.
W sumie współpracują one z ok. 130 taksówkarzami.
b. Analiza techniczno-ekonomiczna. Przedsiębiorca z działalności indywidualnej aktualnie
opodatkowany jest na zasadach ogólnych, prowadzi podatkową księgę przychodów i rozchodów
zgodnie z metodą tzw. memoriałową, określoną w art. 22 ust. 5-5c i 6 updf. Taksówkarz ten
jest czynnym płatnikiem 7% stawki podatku VAT, odkąd przekroczył limit 39700 zł rocznych
dochodów w roku 2006. Przedsiębiorca jest mikro-przedsiębiorcą i nie zatrudnia pracowników.
Spółka cywilna Y jest mikro-przedsiębiorstwem z racji tego, że zatrudniania 7 osób na umowę
o pracę, jej roczne obroty w latach 2008, 2009 i do września 2010 przedstawione zostały
w tabeli 3. Spółka rozlicza się z podatku dochodowego na zasadach ogólnych, jest czynnym
płatnikiem podatku VAT w stawce 7% i 22%.
c. Ocena aktualnej sytuacji przedsiębiorcy usług transportu osób taksówką. W latach
2009-2010, czyli po ogłoszeniu kryzysu gospodarczego na świecie przychody spółki cywilnej
świadczącej usługi transportu osób uległy zmniejszeniu (tabela 1). Również, jak zostało
to przedstawione na rys. 1 popyt na usługi przedsiębiorcy X w latach 2009-2010 ulegał
znacznym wahaniom w poszczególnych latach.
323
TOM III.indd 323
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
Rok
przychody
koszty
dochód
dochód z udziału w
spółce 36%
2008
780 094 zł
727 568 zł
52 526 zł
18 909 zł
2009
393 586 zł
371 483 zł
22 102 zł
7 957 zł
2010
334 376 zł
321 188 zł
13 189 zł
4 748 zł
Tab. 1. Roczne obroty spółki cywilnej X w latach 2008, 2009 i do września 2010.
Ryc. 1. Wykres miesięcznych przychodów ze sprzedaży ewidencjonowanej
w działalności taksówkowej za okres 2008, 2009 i od stycznia do października 2010 roku.
324
TOM III.indd 324
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
Średnie ilości wykonanych kursów w latach 2008-2010 przedstawiają się następująco:
• w r. 2008 było to 2166 kursów, 2166/12 = 181 kursów na mies.
• w r. 2009 to 1718 jednostek, 1718/12 = 143 kursy mies.
• w okresie styczeń - październik 2010 r. było to 1425 kursów, 1425/10 = 143 kursy mies.
Jeśliby przyjąć, że taksówkarz przepracowuje w roku tyle dni, co pracownik na pełnym etacie,
to średnio:
• w r. 2008 przypadało mu wykonać 9 kursów dziennie (2166/253dni = 8,56)
• w r. 2009 było to około 7 kursów dziennie (1718/253 = 6,79),
• w okresie styczeń - październik 2010 r. to ok. 7 kursów dziennie (1425/211 = 6,75)
Cena za jeden kilometr, ustalana od podstawy według strefy w jakiej kurs ma się odbyć oraz
taryfy, czy to jest dzień czy noc lub niedziela i święto, ulega obniżeniu poprzez zastosowanie
rabatów i waha się w granicach od 1,80 zł do 3,60 zł. Dodatkowo inne rabaty obowiązują
przedsiębiorcę, kiedy obsługuje kontrahentów biznesowych, którzy zawarli odrębne umowy
i wynegocjowali niższe ceny z korporacją, w której przedsiębiorca jeździ. Cena za jeden kilometr
dla klientów biznesowych może zaczynać się nawet od 1,20 zł. Przedsiębiorca X wykorzystuje
w działalności samochód typu VAN na pięć osób i przypadku kiedy wejdzie mu do taksówki
pięć klientów ma on przywilej obniżenia wysokości udzielonego rabatu o 10%. Cena za kurs
dodatkowo może podrosnąć o koszt opłaty parkingowej lub za przejazd płatną autostradą.
Okres
rozliczeniowy
Roczne przychody
netto
Ilość kursów w roku
Średnia cena za jeden
kurs w roku
2008
56140 zł
2166 kursów
25,92 zł
2009
46712 zł
1718 kursów
27,19 zł
2010
41721 zł
1425 kursów
29,28 zł
Tab. 2. Średnia cena za 1 przejazd taksówką przedsiębiorcy X.
Ryc. 2. Udział sprzedaży fiskalnej i fakturowanej w przychodach netto za lata 2008-2010.
325
TOM III.indd 325
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
d. Analiza kosztów. Przedsiębiorca X ponosi następujące koszty celem uzyskania przychodu lub
dla zachowania albo zabezpieczenia źródła tych przychodów (Art. 22 pkt. 1 updof) (patrz Tab. 3).
Koszty stałe
Koszty zmienne
Koszt paliwa
Naprawy i części do pojazdu
Media za garaż i biuro
OC+AC
Dzierżawa terminala kart płatniczych
Pozostałe wydatki na garaż i biuro
Opłaty i odsetki na rach. bankowych
Pozostałe wydatki jak parking i opłata A4
Koszt telefonu komórkowego
Inne wydatki (napoje, opłaty pocztowe,
skarbowe, etc.)
Pielęgnacja pojazdu
Tab. 3. Opis stałych i zmiennych kosztów u zyskania przychodu przedsiębiorcy taksówki osobowej.
Ryc. 3. Średni miesięczny rozkład kosztów taksówkarza w latach 2008-2010.
Koszty stałe w latach 2008-2010 to około 62% - 73% ogółu kosztów. W roku 2008 w księdze
PiR była ujmowana amortyzacja samochodu na kwotę 18494 zł, a w roku 2009 na kwotę 2862
zł. Amortyzacja jest kosztem „papierowym”, ujmowana dla celów księgowych i nie ma wpływu
na rzeczywisty dochód z działalności gospodarczej. Stałym wydatkiem ujmowanym w księdze
podatkowej są składki na ubezpieczenie FGŚP (53), które wchodzą tym samym do kosztów
uzyskania przychodu. Ubezpieczenia społeczne (51) pomniejszają dochód, a zdrowotne (52) w
wysokości 7,75% podstawy wymiaru pomniejszają zaliczek na podatek dochodowy.
e. Analiza dochodów podatnika. Przedmiotem opodatkowania jest dochód, czyli różnica
między przychodami i kosztami uzyskania przychodu. W celu ustalenia zaliczki na podatek
dochodowy przedsiębiorca X łączył dochody uzyskiwane z indywidualnej działalności
taksówkarza z dochodami z tytułu działalności w spółce cywilnej Y. W związku z tym, że
prowadzi on dwie działalności gospodarcze jest zobowiązany do opłacania podwójnej
wartości na ubezpieczenie zdrowotne. Roczne obroty z tytułu działalności indywidualnie
prowadzonej w latach 2008-2010 przedstawiają się następująco:
326
TOM III.indd 326
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
• w roku 2008 wyniosły 56140 zł,
• w roku 2009 wyniosły 46712 zł,
• od stycznia do września roku 2010 wyniosły 41721 zł.
W roku 2008 dochody osiągane z działalności w spółce stanowiły 60% wszystkich dochodów
w tym okresie. Jak się okaże w latach kolejnych 2009-2010, ta proporcja się odwróci.
Dochody z działalności gospodarczej prowadzonej razem z dwoma innymi wspólnikami
drastycznie spadną. Wykresy ryc. 4 do 6 przedstawiają rozkład miesięcznych dochodów z
obydwu działalności za lata 2008-2010.
Ryc. 4. Udział dochodów z działalności taksówkowej i ze spółki cywilnej w sumie dochodów
miesięcznych w okresie od stycznia do grudnia 2008 roku.
Ryc. 5. Udział dochodów z działalności taksówkowej i ze spółki cywilnej w sumie dochodów
miesięcznych w okresie od stycznia do grudnia 2009 roku.
327
TOM III.indd 327
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
Ryc. 6. Udział dochodów z działalności taksówkowej i ze spółki cywilnej w sumie dochodów
miesięcznych w okresie od stycznia do września 2010 roku.
f. podatek dochodowy od osób fizycznych - na zasadach ogólnych. W 2008 roku dochód
przedsiębiorcy wyniósł z działalności taxi 6270 zł, a z działalności w spółce 18 907 zł, co daje
razem kwotę 25177 zł dochodu. Podstawę do obliczenia podatku jest dochód narastająco po
odliczeniu składek ZUS. Opłacone składki ZUS na ubezpieczenia społeczne (51) 6248 zł zł.
Podatek od dochodu na zasadach ogólnych: (25177 zł – 6248 zł) x 19% = 3597 zł. Podatek
od dochodu minus ulga 586,85zł wynosi 3010 zł. Podatek od dochodu minus podwójne
ubezpieczenie zdrowotne (52) w procencie przysługującym do odliczenia 7,75% podstawy
wymiaru 4252 zł, wynosi [- 1242 zł] strata.
Przedsiębiorca pomimo, że uzyskał dochód z działalności, to po odliczeniach składek ZUS
okazał się ponosić stratę i przez cały rok taka sytuacja powodowała, że nie opłacił żadnych
zaliczek na podatek dochodowy. W roku 2009 dochód przedsiębiorcy wyniósł z działalności
taxi 14753 zł, a z działalności w spółce 7966 zł, co daje razem kwotę 22719 zł dochodu.
Opłacone składki ZUS na ubezpieczenia społeczne (51) wyniosły 6789 zł. Podatek od
dochodu na zasadach ogólnych: (22719 zł – 6789 zł) x 18% = 2867,40 zł. Dochód minus
ulga 556,02 zł wynosi 2311 zł. Potrącenie podwójnych składek na ubezpieczenie zdrowotne
7,75%, 4451 zł. Dochód minus składki: 2311 zł – 4451 zł = [- 2 140 zł] straty.
W związku z powyższym składki 52 likwidowały dochód do opodatkowania przedsiębiorcy.
W okresie od stycznia do września 2010 dochód przedsiębiorcy wyniósł z działalności taxi
19638 zł, a z działalności w spółce 4748 zł, co daje razem kwotę 24386 zł dochodu. Opłacone
składki ZUS na ubezpieczenia społeczne (51) wyniosły za dziewięć miesięcy 5046,25 zł.
Podatek od dochodu na zasadach ogólnych: (24386 zł – 5046 zł) x 18% = 3481 zł. Podatek
dochodowy minus ulga 556,02 zł wynosi 2 925 zł. Podatek dochodowy obniżony o podwójne
ubezpieczenie zdrowotne (52) 7,75% podstawy wymiaru za dziewięć miesięcy 3616 zł,
wynosi [- 691 zł] strata.
328
TOM III.indd 328
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
Składki na ubezpieczenia ZUS pochłaniają przedsiębiorcy dochód do opodatkowania.
Przedsiębiorca w związku z czym, nie płaci podatku dochodowego, płaci podatki ZUS.
g. Podatek dochodowy od osób fizycznych – na ryczałcie ewidencjonowanym. Do wyliczenia
podatku dochodowego metodą ryczałtową, jak już było wspomniane, będą potrzebne dane
o osiąganych w poprzednich latach przychodach netto ze sprzedaży. Przedsiębiorca X
dochody uzyskane z drugiej działalności spółki cywilnej Y będzie opodatkowywał metodą
jaka obowiązuje w tej spółce, a mianowicie na zasadach ogólnych.
W roku 2008 przychody zaewidencjonowane na kasie fiskalnej wyniosły 56139 złotych.
Składki na ubezpieczenia społeczne (51) wyniosły 6248 zł, miesięcznie 520,67 zł. Składki na
ubezpieczenia FGŚP (53) są kosztem, a kosztów na ryczałcie się nie odlicza. Przychody okresu
2008 minus składki daje kwotę 49891 zł. Przychody po odliczeniu razy stopa podatku 8,5%
wynosi 4241 zł. Składki na ubezp. zdrowotne (52) w wys. 7,75% wyniosły 2127 zł, miesięcznie
177 zł. Kwota podatku minus składki (52) daje kwotę podatku 2115 zł. Podatek ryczałtowy od
przychodów ewidencjonowanych należy jednak obliczać miesięcznie (Art. 21. 1. uzpd).
Z tytułu dochodów uzyskiwanych w spółce Y przedsiębiorca będzie miał prowadzone
obliczenia podatkowe również miesięcznie, gdzie kwota podatku będzie pomniejszana ulgą
podatkową i faktycznie opłacanymi składkami na ubezpieczenie zdrowotne.
Przedsiębiorca decydując się w 2008 roku na opodatkowanie swoich indywidualnych
dochodów w systemie ryczałtu ewidencjonowanego odprowadził by do Skarbu Państwa
w sumie 3350 zł podatku dochodowego z dwóch działalności gospodarczych.
W roku 2009 przychody zaewidencjonowane na kasie fiskalnej wyniosły 46712 zł. Składki na
ubezpieczenia społeczne (51) wyniosły 6789 zł. Przychody okresu 2008 minus składki daje
kwotę 39923 zł. Przychody po odliczeniu razy stopa podatku 8,5% wynosi 3393 zł. Składki
na ubezpieczenie zdrowotne (52) 7,75% podstawy wymiaru wynoszą 2225 zł. Kwota podatku
minus składki (52) daje kwotę podatku 1168 zł. Z tytułu dochodów uzyskiwanych w spółce
Y przedsiębiorca będzie miał prowadzone obliczenia podatkowe również miesięcznie, gdzie
kwota podatku będzie pomniejszana ulgą podatkową i faktycznie opłacanymi składkami na
ubezpieczenie zdrowotne.
Przedsiębiorca decydując się w 2009 roku na opodatkowanie swoich indywidualnych
dochodów w systemie ryczałtu ewidencjonowanego odprowadził by do Skarbu Państwa 1168
zł podatku dochodowego. Z drugiej działalności gospodarczej poniósł stratę [-1347zł].
W okresie od stycznia do września 2010 roku przychody zaewidencjonowane na kasie
fiskalnej wyniosły 41721 zł. W tym samym okresie składki na ubezpieczenia społeczne (51)
wyniosły 5046 zł. Przychody okresu 2008 minus składki daje kwotę 36675 zł Przychody po
odliczeniu razy stopa podatku 8,5% wynosi 3117 zł. Składki na ubezpieczenie zdrowotne
(52) 7,75% zapłacone w tym okresie wynoszą 1793 zł. Kwota podatku minus składki (52)
daje kwotę podatku 1324 zł.
h. Podatek dochodowy od osób fizycznych – na karcie podatkowej. Zryczałtowany podatek
od dochodu w formie karty podatkowej przysługuje wyłącznie do prowadzenia indywidualnej
działalności gospodarczej, np. w zakresie usług transportowych wykonywanych przy użyciu
jednego pojazdu (Art. 23. 1. poz. 5 uzpd). W przypadku prowadzenia jeszcze innej pozarolniczej
działalności gospodarczej, jak to ma miejsce u przedsiębiorcy X, udziałów w spółce cywilnej,
możliwość opodatkowania w formie karty podatkowej jest mu odebrana (Art. 25. 1. poz. 4 uzpd).
329
TOM III.indd 329
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
Wnioski
• W związku z przekroczeniem przez przedsiębiorcę w roku 2007 kwoty 39700 złotych,
uprawniającej do zwolnienia z podatku VAT, dokonał on wyboru stawki 7 procentowego
podatku VAT, zamiast stawki ryczałtowej 3 procent, dokonał on słusznego wyboru, który
jest bardziej dla niego korzystny. Natomiast od czasu, gdy w 2010 limit wysokości
sprzedaży rocznej, zobowiązującej do opodatkowania przychodów podatkiem VAT,
zwiększył się z 50 tysięcy złotych do kwoty 100 tysięcy złotych, dla analizowanej
działalności gospodarczej opłacało się skorzystać z podniesienia progu i wyrejestrowania
z bycia czynnym płatnikiem podatku VAT. Niestety nie minęły jeszcze w 2010 roku
trzy lata od momentu utraty prawa do zwolnienia. Dopiero z początkiem 2011 roku
przedsiębiorca może złożyć odpowiedniemu naczelnikowi urzędu skarbowego
oświadczenie na formularzu VAT R o wystąpieniu z rejestru czynnych podatników VAT.
• Wyniki analizy technicznej działalności gospodarczej przedsiębiorcy X wskazują, iż
w sprzedaży usług taksówkowych po roku 2008 utrzymuje się tendencja spadkowa.
Cena jednostkowa za kurs rośnie. Jest to spowodowane tym, iż maleje udział sprzedaży
fakturowanej dla klientów biznesowych, dla których cena za 1 kilometr jest niższa.
Największym kosztem jest zakup paliwa – 50% ogółu kosztów.
• Przy opodatkowaniu dochodu metodą na zasadach ogólnych, przedsiębiorca nie opłaca
tego podatku, w związku z tym, że podatki w postaci składek na ubezpieczenia ZUS
likwidują przedsiębiorcy dochód do opodatkowania.
• W przypadku opodatkowania dochodu z działalności prowadzonej indywidualnej,
tzn. taksówkowej, rozliczanej metodą ryczałtu ewidencjonowanego, przedsiębiorca
X również nie zapłaciłby podatku. Przedsiębiorca X z tytułu prowadzenia drugiej
działalności w spółce cywilnej od dochodu nie odlicza po raz drugi składek ZUS, prócz
zdrowotnego 7,75%. Podatek od dochodu z tytułu działalności w spółce przedsiębiorca
rozliczy zgonie z zasadami opodatkowania w tejże spółce, tzn. na zasadach ogólnych.
• W przypadku opodatkowania dochodu z działalności taksówkowej, rozliczanej metodą
karty podatkowej, przedsiębiorca również nie płaciłby podatku. Przedsiębiorca X
z tytułu prowadzenia drugiej działalności w spółce cywilnej od dochodu nie odlicza
po raz drugi składek ZUS, prócz zdrowotnego 7,75%. Podatek od dochodu z tytułu
działalności w spółce przedsiębiorca rozliczy zgonie z zasadami opodatkowania w tejże
spółce, tzn. na zasadach ogólnych.
Podsumowanie
Ważne jest, aby wybór opodatkowania był optymalnie dopasowany dla charakterystyki
prowadzenia działalności gospodarczej przez daną osobę. „Podatek powinien jak najmniej
szkodzić gospodarce, nie powinien wyczerpywać zdolności podatkowej, powinien
być dogodny i tani”20. Przytoczone tu słowa przedwojennego ekonomisty są zgodne
z oczekiwaniami drobnych przedsiębiorców. „Koncesjonowanie gospodarki, obwarowywanie
jej pozwoleniami pozbawione jest sensu i podstaw, bo o wszystkim powinny decydować wolny
rynek i konsument, który decyduje się na wybraną usługę” – uważa Jeremi Mordasewicz,
doradca zarządu Polskiej Konfederacji Pracodawców Prywatnych „Lewiatan”. Jednak
20 Rybczyński R., Nauka Skarbowości, Warszawa 1935
330
TOM III.indd 330
3/9/12 4:49 AM
Analiza wyboru formy opodatkowania…
rozumowanie, że koncesje służą zamknięciu danego profilu działalności gospodarczych dla
utrzymania sztucznie dochodu dla każdego z tych upoważnionych, jest niepełne. Licencja
bowiem może być narzędziem, które pozwala zadbać o jakość usług, na przykład usług
taksówkowych, w tym sensie, że gdy posiada wartość, bo jest droga i trudno ją zdobyć, to
dlatego wybór o jej staranie się będzie wynikał częściej z chęci dobrego wykonywania tej
pracy, a nie tylko chęci łatwego zarobku.
Obrót miesięczny taksówkarza to średnio 4378 zł. Gdy od tego odliczy się składki ZUS 800 zł,
koszt paliwa średnio 1500 złotych, wydatki na samochód średnio 420 zł, polisa 89 zł, odsetki
od kredytu 185 zł, wydatki na garaż i biuro 165 zł oraz pozostałe koszty średnio 300 zł, to
okazuje się, że taksówkarzowi zostaje w kieszeni około jeden tysiąc zł, czyli kwota równa
minimalnemu wynagrodzeniu.
Na podstawie analiz przeprowadzonych w pracy można stwierdzić, iż optymalnym rozwiązaniem
dla przedsiębiorcy X byłoby opodatkowanie metodą ryczałtu ewidencjonowanego ze względu
na prowadzenie przez niego drugiej działalności w spółce cywilnej, która rozlicza się
z podatku dochodowego na zasadach ogólnych. Metoda ryczałtu ewidencjonowanego jest dla
przedsiębiorcy X korzystniejsza dlatego, że nie zmienia ona wysokości zaliczek na podatek
dochodowy od dla przedsiębiorcy, kiedy do roku 2008 przede wszystkim „świadczył usługi
na rzecz podmiotów gospodarczych, będących podatnikami VAT i prowadzących działalność
opodatkowaną, a w mniejszym stopniu na rzecz ostatecznych konsumentów, którym
w żadnym razie nie przysługuje prawo do odliczenia podatku naliczonego i którzy ponoszą
ostateczny koszt tego podatku”21. Jednakże, z tytułu opłacania w okresie 2008-2010 podatku
od wartości dodanej, przedsiębiorca był zobowiązany do prowadzenia księgi przychodów
i rozchodów i odpowiednich rejestrów VAT, pomimo że mógł odliczać podatek VAT od części
faktur zakupu (bez możliwości do odliczenia podatku VAT od zakupu paliw silnikowych
benzynowych, oleju napędowego, gazu do napędu samochodów osobowych o dopuszczalnej
ładowności do 500 kg, art. 25 poz.3a Ustawy o podatku od towarów i usług oraz o podatku
akcyzowym z dn. 8 stycznia 1993 r.).
21 http://www.e-podatnik.pl/artykul/doradca_podatnika/2439/Opodatkowanie_uslug_taksowkowych.html
331
TOM III.indd 331
3/9/12 4:49 AM
Anna Walecka
Literatura
Marlowe J., Licencje taksówkarskie – propozycja rozwiązania systemowego, 2007
Rybczyński R., Nauka Skarbowości, Warszawa 1935
Polska Klasyfikacja Wyrobów i Usług (PKWiU) z 2004 r.
Polska Klasyfikacja Wyrobów i Usług (PKWiU) z 2007 r.
Dz. U. z 2003 r. Nr 32, poz. 262 z późn. zm.
Dz. U. z 2000 r. Nr 50, poz. 601 z późn. zm.
Dz. U. z 2004 r. Nr 204, poz. 2088
Dz. U. z 2004 r. Nr 159, poz. 1664
DZ. U. zm. z 2003 r. Nr 152, poz. 1481
http://pl.wikipedia.org/wiki/Taksowka
www.taxisolidarnosc.pl/?p=2851
http://marlowe.bblog.pl/wpis,licencje;taksowkarskie;-;propozycja;rozwiazania;systemowe
go,4693.html
www.tygodnikregionalny.pl/index.php?pid=13&first=1914&pg=30
www.e-podatnik.pl/artykul/doradca_podatnika/2439/Opodatkowanie_uslug_taksowkowych.
html
332
TOM III.indd 332
3/9/12 4:49 AM
I. Leśnictwo
SPIS TREŚCI
Jarosław Bielan, Dorota Haliniak
Dynamika odłowu kornika drukarza (Ips typographus L.)
do pułapek feromonowych w górskich drzewostanach
świerkowych na przykładzie Nadleśnictwa Jeleśnia
Blanka Ćwieluch, Katarzyna Trętowska
Ocena liczebności dzikich kopytnych na Wysoczyźnie Elbląskiej
65
Łukasz Pogoński
Czynniki wpływające na występowanie kornika drukarza Ips
typographus (L.) i rytownika pospolitego Pityogenes chalcographus (L.)
na wywrotach świerkowych w Górach Bardzkich i Złotych
TOM III.indd 333
57
Katarzyna Niedziołek, Kinga Wierzbicka, Marta Wojciuch-Płoskonka
SKŁAD GATUNKOWY I LICZEBNOŚĆ PTAKÓW
W EKOTONIE LEŚNO–POLNYM PUSZCZY NIEPOŁOMICKIEJ
51
Katarzyna Masternak, Jarosław Struczak
Inwentaryzacja oraz program ochrony wybranych
pochodzeń świerka pospolitego (Picea abies L. Karst)
objętych doświadczeniem IPTNS-IUFRO 1964/68 w Krynicy
45
Katarzyna Masternak, Anna Mścichowska
Porównanie indeksu metafazowego u świerka pospolitego
(Picea abies (L.)Kart) po zastosowaniu kolchicyny i 8-hydroksychinoliny
39
Agnieszka Mandziuk
Walory przyrodnicze i kulturowe lasów
jako element produktu sylwaturystycznego
33
Ewelina Kozak
UWAGI DO BIOLOGII LIGNYODES BISCHOFFI
[Blatchley 1916] (COLEOPTERA, CURCULIONIDAE)
25
Katarzyna Kopeć, Monika Pigulak-Kuś, Jan Sikora
Analiza inwentaryzacji i pozyskania
populacji jelenia europejskiego w Lasach Gliwicko-Raciborskich
19
Alicja Kocioła, Monika Juda
PROCESY ODNOWIENIOWE W DRZEWOSTANACH
BUKOWYCH UROCZYSKA GRELE W ROZTOCZAŃSKIM PARKU NARODOWYM
13
Marcin Klisz
GENETYCZNE UWARUNKOWANIA
RELACJI WYMIARÓW CEWEK MODRZEWIA EUROPEJSKIEGO
7
71
3/9/12 4:49 AM
Anna Przystupińska
PREFERENCJE SIEDLISKOWE BOBRÓW W BORACH DOLNOŚLĄSKICH
Paulina Sygulska, Alicja Słupska
ZRÓŻNICOWANIE SEKTORA LEŚNEGO W POLSCE NA TLE KRAJÓW OŚCIENNYCH
77
83
Rafał Ważny
MIKORYZY SAMOSIEWU JODŁY POSPOLITEJ (ABIES ALBA MILL.) W WYBRANYCH
DRZEWOSTANACH LEŚNEGO ZAKŁADU DOŚWIADCZALNEGO W KRYNICY
89
II. Biologia i biotechnologia
Marzena Albrycht, Jacek Maślanka, Maciej Ziobrowski
Ocena zagęszczenia populacji bażantów
na Płaskowyżu Proszowickim i Nizinie Nadwiślańskiej
Ewa Aplas, Andrzej Jurkowski, Andrzej Latusek, Olga Swornowska
PODOBIEŃSTWO GENETYCZNE LINII WSOBNYCH ŻYTA OZIMEGO
OCENIANE NA PODSTAWIE CECH MORFOLOGICZNYCH I MARKERÓW ISSR
125
Anna Gał, Anna Kuczkowska-Kuźniar,
Magdalena Chrobaczyńska, Magdalena Czajkowska
ZAWARTOŚĆ RTĘCI W MUSZLACH SERCÓWKI POSPOLITEJ
(CERASTODERMA GLAUCUM) ORAZ MAŁGWI PIASKOŁAZA
(MYA ARENARIA) POCHODZĄCYCH Z MORZA BAŁTYCKIEGO
119
Małgorzata Borek, Renata Bączek Kwinta
WYKORZYSTANIE POMIARÓW FLUORESCENCJI DO OCENY SPRAWNOŚCI
APARATU FOTOSYNTETYCZNEGO ROZSADY KAPUSTY BIAŁEJ GŁOWIASTEJ
PODCZAS AKLIMATYZACJI ROŚLIN DO WARUNKÓW SZKLARNIOWYCH
111
Andrzej Banek
GRZYBY pleśniowe zasiedlające liście
Roślin PASTEWNYCH przeznaczonych do zakiszania
105
Janusz Augustynowicz, Stefan Pietkiewicz,
Mohamed Hazem Kalaji, Barbara Podlaska, Stefan Russel
Wpływ nawożenia osadem ściekowym na wydajność aparatu
fotosyntetycznego Sida hermaphrodita (L.) Rusby mierzonego
za pomocą wybranych parametrów fluorescencji chlorofilu a
99
131
Andrzej Jurkowski, Ewa Aplas, Andrzej Latusek, Barbara Pawlik
ANALIZA PODOBIEŃSTWA GENETYCZNEGO
LINII WSOBNYCH ŻYTA OZIMEGO PRZY UŻYCIU MARKERÓW RAPD
137
TOM III.indd 334
3/9/12 4:49 AM
Agata Kapturowska, Izabela Stolarzewicz,
Jolanta Krzyczkowska, Ewa Białecka-Florjańczyk
WPŁYW SONIFIKACJI NA AKTYWNOŚĆ
LIPOLITYCZNYCH DROŻDŻY YARROWIA LIPOLYTICA
Zmienność stopnia ploidalności
pędów buraka cukrowego w kulturze in vitro
Anna Kuczkowska-Kuźniar, Anna Gał,
Aldona Ciągło, Magdalena Czajkowska
ZAWARTOŚĆ Zn, Cu, Fe i Mg W MIODZIE ORAZ PROPOLISIE
POCHODZĄCYCH Z WYBRANYCH PASIEK NA TERENIE POLSKI
187
195
Katarzyna Suprewicz, Iwona Kozikowska, Anna Kuczkowska-Kuźniar
ZAWARTOŚĆ KADMU I OŁOWIU W ŁOŻYSKU I BŁONIE PŁODOWEJ KOBIET
181
Krzysztof Stawujak
ANALIZA PORÓWNAWCZA LICZBY KOPII I LOKALIZACJI
TRANSPOZONÓW MTPH-M1 I POKREWNYCH W GENOMACH
RÓŻNYCH EKOTYPÓW MEDICAGO TRUNCATULA GAERTN
175
Rafał Ogórek
ANALIZA MIKOLOGICZNA POWIETRZA
WYBRANYCH POMIESZCZEŃ UŻYTKU PUBLICZNEGO
169
Anna Mścichowska, Alicja Macko-Podgórni, Ewa Grzebelus, Dariusz Grzebelus
Lokalizacja przycentromerowej sondy BAC
na chromosomach marchwi (Daucus carota L.)
przy wykorzystaniu fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ
161
Krzysztof Kucharczyk
The effect of differential aeration on the
wort fermentation process in an industrial environment
155
Iwona Kozikowska, Katarzyna Suprewicz, Anna Kuczkowska-Kuźniar
Zawartość ołowiu i kadmu we krwi
pępowinowej, włosach noworodków i łożyskach kobiet
149
Dorota Kowalewska
The microbiological quality
of cheeses made of raw and pasteurized milk
143
Magdalena Klimek-Chodacka, Rafał Barański
201
Katarzyna Wolny
OCENA PORAŻENIA ZBÓŻ UPRAWIANYCH
W WOJEWÓDZTWIE MAŁOPOLSKIM PRZEZ GRZYBY
207
Gabriela Zięć, Halina Gambuś
ZAWARTOŚĆ AKRYLOAMIDU I JAKOŚĆ
CHLEBA PSZENNEGO W ZALEŻNOŚCI OD UDZIAŁU MĄKI OWSIANEJ
TOM III.indd 335
211
3/9/12 4:49 AM
III. Zootechnika i weterynaria
Michał Dudek, Andrzej Rabsztyn
OCENA JAJ KUR RASY BARRED
PLYMOUTH ROCK W DWÓCH OKRESACH NIEŚNOŚCI
J. Flaga, A. Rorat, P. Górka, Z.M. Kowalski, R. Zabielski
WSTĘPNE WYNIKI BADAŃ NAD WPŁYWEM WIEKU I RODZAJU PASZY
PŁYNNEJ NA EKSPRESJĘ mRNA RECEPTORÓW INSULINY W DWUNASTNICY CIELĄT
227
A. Szałata, A. Karpowicz, J.B. Pyś
Wpływ dodatku absorbentów soku
oraz bakterii mlekowych i enzymów na skład
chemiczny i stabilność tlenową kiszonek z młóta browarnianego
223
231
Barteczko A., Kowalski Z.M.
Ocena możliwości wykorzystania profilu
metabolicznego do przewidywania zaburzeń
zdrowotnych u krów w okresie okołoporodowym
237
IV. Ekonomia, Agroekonomia i Agroturystyka
Aldona Borowska, dr inż. Krystyna Rejman
SPEŁNIENIE OCZEKIWAŃ KONSUMENTÓW
WOBEC OFERTY PIECZYWA SZANSĄ DLA BRANŻY PIEKARSKIEJ
Natalia Brzezina
Baza przechowalnicza wybranych ziemiopłodów
w gminie Ciasna – stan obecny i perspektywy rozwoju
257
Elżbieta Kornalska
SYSTEMY MOTYWOWANIA PRACOWNIKÓW W ORGANIZACJI
251
Tadeusz Konrad Grabowski
Perspektywy rozwoju budownictwa
mieszkaniowego w Polsce w świetle przyjęcia
przez Sejm RP programu wsparcia dla tego sektora do 2020 roku
245
267
Katarzyna Łyduch
Próba identyfikacji czynników
determinujących wynik finansowy przedsiębiorstw
działających w otoczeniu Operatorów Systemów Dystrybucyjnych
273
TOM III.indd 336
3/9/12 4:49 AM
Elżbieta Pierzchała
WSPIERANIE INWESTYCJI W GOSPODARSTWACH ROLNYCHWOJEWÓDZTWA
MAŁOPOLSKIEGO W LATACH 2004-2006 Z FUNDUSZY UNII EUROPEJSKIEJ
279
Agnieszka Prusak, Sylwester Tabor
Ocena kondycji finansowej Grupy Kapitałowej Żywiec S.A.
285
PODATKI LOKALNE JAKO ŹRÓDŁO
FINANSOWANIA DZIAŁALNOŚCI GMIN W POLSCE
291
Łukasz Satoła
Marta Sowula, Renata Matysik-Pejas
Percepcja programów lojalnościowych wśród ich uczestników
Dagmara Stangierska
RYNEK USŁUG GASTRONOMICZNYCH W POLSCE
W LATACH 2005-2009 - ŹRÓDŁA PRZEWAGI KONKURENCYJNEJ
Anna Walecka
ANALIZA WYBORU FORMY OPODATKOWANIA
NA PRZYKŁADZIE PRZEDSIĘBIORCY ŚWIADCZĄCEGO USŁUGI TAKSÓWKOWE
TOM III.indd 337
307
Monika Szafrańska
Czynniki determinujące poziom wiedzy
i umiejętności finansowych młodzieży z obszarów wiejskich
299
313
319
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 338
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 339
3/9/12 4:49 AM
TOM III.indd 340
3/9/12 4:49 AM

Podobne dokumenty