OCENA WPŁYWU CHITOZANU NA PLON I

Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu – CCCLXXXIII (2007)
PIOTR SALACHNA1, ARTUR BARTKOWIAK2,
KINGA MAZURKIEWICZ-ZAPAŁOWICZ3, MONIKA PLACEK1
OCENA WPŁYWU CHITOZANU
NA PLON I ZDROWOTNOŚĆ BULW FREZJI
(FREESIA ECKL. EX KLATT) ODMIANY ‘VERSAILLES’∗
Z 1Katedry Roślin Ozdobnych,
z Zakładu Opakowalnictwa i Biopolimerów
oraz z 3Zakładu Hydrobiologii
Akademii Rolniczej w Szczecinie
2
ABSTRACT. It was found that soaking of freesia ‘Versailles’ corms in solution of chitosan before
planting increased the coefficients of corm weight and corm number increase, irrespective of the
molecular weight of chitosan. Treating of corms with chitosan decreased the occurrence of Fusarium spp. on offspring corms of freesia.
Key words: freesia, corms yield, corms healthiness, chitosan
Wstęp
Nietoksyczny i biodegradowalny chitozan jest związkiem pochodzenia naturalnego,
całkowicie bezpiecznym dla środowiska. Wyniki prac z zakresu stosowania chitozanu
w odniesieniu do niektórych roślin ozdobnych wskazują, że może ograniczać rozwój
chorób (Saniewska 2001), stymulować wzrost i rozwój roślin (Ohta i in. 2004), a także
wpływać na jakość kwiatów (Yoo i in. 1999). Jednym z parametrów określających
właściwości fizykochemiczne chitozanu jest jego ciężar cząsteczkowy, który wydaje się
jednym z ważniejszych czynników wpływających na aktywność biologiczną tego biopolimeru (Bartkowiak 2001).
Celem podjętych badań było określenie wpływu chitozanu, o różnym ciężarze cząsteczkowym, na plon i zdrowotność bulw potomnych frezji ‘Versailles’.
∗
Badania dofinansowane przez Komitet Badań Naukowych. Projekt nr 2PO6R07227.
Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 177-181
© Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007
PL ISSN 0137-1738
178
P. Salachna, A. Bartkowiak, K. Mazurkiewicz-Zapałowicz, M. Placek
Materiał i metody
Badania przeprowadzono w 2004 roku (12.05-15.12) i w 2005 roku (30.01-10.09)
w tunelu ogrzewanym Katedry Roślin Ozdobnych Akademii Rolniczej w Szczecinie.
Doświadczenie zakładano corocznie z bulw frezji ‘Versailles’, o obwodzie 5-7 cm,
które do czasu sadzenia przechowywano przez 14-15 tygodni w temperaturze 28-30°C
i wilgotności względnej powietrza 85%. Bulwy przed sadzeniem moczono przez 20
minut w 0,2-procentowych roztworach chitozanów. W pierwszym roku zastosowano
chitozany o ciężarach cząsteczkowych: 2500, 3500, 6500, 50 000, 124 000 i 970 000
g·mol-1. W drugim roku badań użyto chitozanów o ciężarach cząsteczkowych: 2000,
3000, 5000, 50 000, 500 000 i 970 000 g·mol-1. Bulwy kontrolne moczono w wodzie
destylowanej. Każdy obiekt doświadczalny składał się z 20 bulw, po pięć w powtórzeniu. Chitozany, o średnim stopniu deacetylacji wynoszącym 85%, otrzymano wskutek
kontrolowanej degradacji wolnorodnikowej (Bartkowiak 2001) w Zakładzie Opakowalnictwa i Biopolimerów Akademii Rolniczej w Szczecinie.
Bulwy frezji posadzono na zagonach o szerokości 100 cm, w rozstawie 12,5 cm ×
10 cm. Podłożem była mieszanka gleby piaszczysto-gliniastej i torfu wysokiego w stosunku objętościowym 3:1, o pH (H2O) = 7,4. Do nawożenia podstawowego zastosowano nawóz Azofoska w dawce 30 g·m-2 na zagon. Podczas wegetacji wykonywano niezbędne zabiegi pielęgnacyjne. Po zakończeniu uprawy wykopane bulwy potomne policzono i zważono w celu obliczenia współczynników przyrostu liczby i masy bulw.
Otrzymane wartości zweryfikowano statystycznie za pomocą analizy wariancji dla
doświadczeń jednoczynnikowych, a dla oceny różnic między średnimi zastosowano test
Tukeya na poziomie istotności α = 0,05. W drugim roku badań bulwy potomne bezpośrednio po wykopaniu oraz po trzech miesiącach przechowywania poddano analizie
mikologicznej według metody opisanej w pracy Startek i in. (2005). Wyrosłe kolonie
grzybów oznaczano na podstawie kluczy Domscha i in. (1980) oraz Kwaśnej i in.
(1991).
Wyniki i dyskusja
W 2004 roku największy współczynnik przyrostu masy bulw miały rośliny uzyskane
z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 6500 g·mol-1 (tab. 1).
Rośliny te nie różniły się przyrostem masy bulw od roślin w pozostałych obiektach,
w których stosowano chitozan, natomiast różniły się od roślin kontrolnych, o najmniejszym przyroście masy bulw. W obiekcie kontrolnym stwierdzono istotnie mniejszy
współczynnik przyrostu liczby bulw w porównaniu z obiektami, w których użyto chitozanów o ciężarze cząsteczkowym 3500, 6500 i 124 000 g·mol-1 (tab. 1).
W 2005 roku frezje w obiekcie, w którym stosowano chitozan o największym ciężarze cząsteczkowym, tj. 970 000 g·mol-1, charakteryzowały się większym współczynnikiem przyrostu masy bulw w porównaniu z roślinami kontrolnymi i frezjami uzyskanymi z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 2000 g·mol-1
(tab. 1). Największy współczynnik przyrostu liczby bulw stwierdzono w roślinach uzyskanych z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 5000
g·mol-1. Frezje te nie różniły się istotnie pod tym względem od roślin uzyskanych z bulw
179
Ocena wpływu chitozanu na plon i zdrowotność bulw frezji...
Tabela 1
Wpływ chitozanu na współczynnik rozmnażania frezji ‘Versailles’
The influence of chitosan on the reproduction coefficient of freesia ‘Versailles’
Rok badań
Year of
experiment
2004
2005
Ciężar cząsteczkowy
chitozanu
Molecular weight
of chitosan
(g·mol-1)
Współczynnik przyrostu
masy bulw
Coefficient of corm
weight increase
Współczynnik przyrostu
liczby bulw
Coefficient of corm
number increase
0
1,78
b
1,63
b
2 500
2,62
ab
2,28
ab
3 500
2,67
ab
2,83
a
6 500
3,13
a
2,90
a
50 000
2,40
ab
2,50
ab
124 000
2,29
ab
2,75
a
970 000
2,09
ab
2,24
ab
0
1,28
c
4,30
b
2 000
1,52
bc
5,72
ab
3 000
1,76
abc
5,75
ab
5 000
2,06
ab
7,00
a
50 000
1,87
ab
5,12
b
500 000
1,99
ab
4,92
b
970 000
2,17
a
5,07
b
Średnie wartości oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie na poziomie istotności α = 0,05.
Means values followed by the same letters do not differ significantly at α = 0.05.
moczonych w roztworach chitozanu o ciężarach cząsteczkowych 2000 i 3000 g·mol-1,
natomiast różniły się w odniesieniu do pozostałych obiektów, także kontrolnego, w
których przyrost liczby bulw był istotnie mniejszy (tab. 1). Uzyskane wyniki są częściowo zbieżne z wynikami badań, w których chitozan stosowano jako jeden z komponentów do otoczkowania bulw frezji (Startek i in. 2005). W doświadczeniach tych
otoczkowanie istotnie zwiększyło przyrost masy i liczby bulw potomnych frezji odmian
z grupy Easy Pot.
W wyniku obserwacji mikologicznych bulw potomnych frezji ‘Versailles’ bezpośrednio po ich wykopaniu wyizolowano we wszystkich obiektach doświadczalnych
grzyby z rodzaju Penicillium spp. W obiekcie kontrolnym dodatkowo stwierdzono
grzyby z rodzaju Fusarium, których nie obserwowano w żadnym z obiektów, w których
stosowano chitozan. Badania te znajdują potwierdzenie w doniesieniach Wilsona i in.
(1994) oraz Bautista-Bañosa i in. (2006), których zdaniem chitozan może ograniczać
występowanie Fusarium spp.
180
P. Salachna, A. Bartkowiak, K. Mazurkiewicz-Zapałowicz, M. Placek
Po trzech miesiącach przechowywania na bulwach kontrolnych zidentyfikowano
zbite grzybnie Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium sambucinum Fuckel, Papularia spp. i Penicillium cyclopium. Nie wyizolowano żadnych grzybów chorobotwórczych
w obiekcie, w którym użyto chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 3000 g·mol-1, natomiast w pozostałych obiektach analiza laboratoryjna wykazała obecność różnych grzybów, w zależności od ciężaru cząsteczkowego chitozanu, tj. Penicillium spp. (chitozan
2000 g·mol-1), Penicillium cyclopium (chitozan 5000 g·mol-1), Arthrinium spp., Fusarium oxysporum Schlecht. i Phoma spp. (chitozan 50 000 g·mol-1), Gonatobotrys simplex Corda. (chitozan 500 000 g·mol-1), Fusarium sambucinum Fuckel, Fusidium spp.,
Gonatobotrys simplex Corda i Penicillium spp. (chitozan 970 000 g·mol-1).
Wnioski
1. Chitozan, stosowany w formie 0,2-procentowego roztworu, stymulował przyrost
masy i liczby bulw potomnych frezji ‘Versailles’ zależnie od ciężaru cząsteczkowego
związku i roku badań.
2. Moczenie przed sadzeniem bulw matecznych frezji w 0,2-procentowym roztworze chitozanu wpłynęło na poprawienie zdrowotności wykopanych bulw potomnych
frezji.
Literatura
Bartkowiak A. (2001): Binary polyelectrolite microcapsules based on natural polysaccharides.
Wyd. P. Szczec., Szczecin.
Bautista-Baños S., Hernández-Lauzardo A.N., Velázquez-del Valle M.G., Hernández-López
M., Ait Barka E., Bosquez-Molina E., Wilson C.L. (2006): Chitosan as a potential compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities. Crop Prot. 25:
108-118.
Domsch K.H., Gams W., Anderson T. (1980): Compendium of soil fungi. Academic Press,
London.
Kwaśna H., Chełkowski J., Czajkowski P. (1991): Grzyby (Mycota). T. 22. Inst. Bot. PAN,
Warszawa.
Ohta K., Morishita S., Suda K., Kobayashi N., Hosoki T. (2004): Effects of chitosan soil mixture treatment in the seedling stage on the growth and flowering of several ornamental plants.
J. Jpn. Soc. Hortic. Sci. 73: 66-68.
Saniewska A. (2001): The effect of chitosan on limitation of growth and development of some
pathogenic fungi for ornamental plants. Acta Agrobot. 54, 1: 17-29.
Startek L., Bartkowiak A., Salachna P., Kamińska M., Mazurkiewicz-Zapałowicz K. (2005):
The influence of new methods of corm coating on freesia growth, development and health.
Acta Hortic. 673: 611-616.
Wilson C.L., El Ghaouth A., Chaluts E., Droby S., Stevens C., Lu J.L., Khan V., Arul J.
(1994): Potential of induced resistance to control postharvest diseases of fruits and vegetables.
Plant Dis. 78: 837-844.
Yoo Y.K., Park H.J., Kang S.W., Kim H.K. (1999): Effect of chitosan and sucrose on the vase
life of cut rose ‘Cardinal’. Korean J. Hort. Sci. Technol. 17, 4: 481-484.
Ocena wpływu chitozanu na plon i zdrowotność bulw frezji...
181
THE EVALUATION OF INFLUENCE OF CHITOSAN ON YIELD
AND HEALTHINESS OF FREESIA ‘VERSAILLES’ CORMS
Summary
In the years 2004 and 2005 experiments were carried out in a plastic tunnel, evaluating the influence of chitosan on yield and healthiness of the offspring corms of freesia ‘Versailles’. Before
planting corms were soaked for 20 minutes in 0.2% solutions of chitosan of molecular weight: 0
(control), 2000, 2500, 3000, 3500, 5000, 6500, 50 000, 124 000, 500 000, 970 000 g·mol-1.
It was found that treating of corms with solution of chitosan increased the coefficient of corm
weight increase and the coefficient of corm number increase. Value of the reproduction coefficient depended on the molecular weight of chitosan. Significant extension of offspring corms
weight increase was in the objects where chitosan of molecular weight 6500 g·mol-1 (2004) and
970 000 g·mol-1 (2005) was used in comparison with the control object. Significant extension of
offspring corms number increase was in the objects where chitosan of molecular weight 3500,
6500, 124 000 g·mol-1 (2004) and 5000 g·mol-1 (2005) was used.
Mycological investigation directly after corms digging indicated the occurence of Fusarium
spp. only in the control object, while did not indicate it in all the objects where chitosan was used.