1 Warszawa, 07.05.2015 dr hab. Irena Suwara Szkoła Główna

Warszawa, 07.05.2015
dr hab. Irena Suwara
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
w Warszawie
Wydział Rolnictwa i Biologii
Katedra Agronomii
02-776 Warszawa, ul. Nowoursynowska 159
Telefon: 22-5932692
e-mail: [email protected]
RECENZJA
pracy doktorskiej mgr inż. Adeli Haliny Maziarek pt. „ Ocena przydatności
biostymulatorów w łagodzeniu stresu monokulturowego
na
przykładzie pszenicy
jarej.” Praca wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. Danuty Parylak.
Recenzję
wykonano
na
zlecenie
Rady
Wydziału
Przyrodniczo-Technologicznego
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu z dnia 21.04.2015 r. oraz Dziekana, prof. dr hab.
Adama Szewczuka.
1. Ocena problematyki badawczej pracy
Ważnym celem Unii Europejskiej i priorytetem rolnictwa XXI wieku jest rozwój
zrównoważony, prowadzący do zaspokojenia potrzeb ludzkich przy uwzględnieniu
uwarunkowań środowiskowych. Również w Konstytucji Rzeczypospolitej Polskiej z dnia
2 kwietnia 1997 roku w artykule 5 klasyfikuje się zasadę zrównoważonego rozwoju
i zobowiązuje do realizacji tej koncepcji.
Rolnictwo zrównoważone ma zapewnić żywność w odpowiedniej ilości i jakości
przy ograniczeniu degradacji gleby. Rolnictwo zrównoważone ma więc zatrzymać
postępującą degradację środowiska,
poprawić efektywność produkcji, zapewnić wzrost
gospodarczy i zabezpieczyć potrzeby rozwoju obecnych i przyszłych pokoleń.
Bardzo dużą rolę w rolnictwie zrównoważonym odgrywa nawożenie organiczne.
Zmiany w rolnictwie w ostatnich latach, szczególnie intensyfikacja i specjalizacja produkcji
rolnej spowodowały zmniejszenie stosowania nawozów naturalnych, szczególnie obornika.
W efekcie doprowadzi to do zmniejszenia zawartości materii organicznej w glebie i obniżenia
produktywności gleby. Dlatego coraz większe znaczenie mają obok nawozów naturalnych,
nawozy organiczne, takie jak komposty, słoma czy nawozy zielone. Międzyplony uprawiane
na przyoranie stanowią nie tylko źródło materii organicznej i sprzyjają jej reprodukcji,
1
ale mają również duże znaczenie fitosanitarne w płodozmianie. Stosowanie międzyplonów
jest bardzo ważne w uproszczonych zmianowaniach i obecnie zalecane.
Współcześnie coraz powszechniej stosuje się w rolnictwie biostymulatory roślin,
które mają ścisły związek z procesami życiowymi, a ich zadaniem jest usprawnianie
intensywności
procesów
zachodzących
w roślinach
oraz
zwiększanie
odporności
na niekorzystne warunki ( podwyższanie tolerancji na czynniki stresowe ), takie jak susza,
przymrozki, zanieczyszczenia środowiska toksycznymi substancjami, czy też stres
po stosowaniu herbicydów. W efekcie końcowym stosowanie biostymulatorów ma prowadzić
do wzmocnienia roślin i zwiększenia plonu, przy jednoczesnym wzroście jego jakości.
Znaczenie biostymulatorów w rolnictwie obecnie rośnie, gdyż technologie produkcji roślinnej
polegające na doskonaleniu tylko uprawy roli, zmianowania czy nawożenia zaczynają
napotykać na ograniczenia, które wynikają z braku możliwości wykorzystania potencjału
biologicznego
danej
odmiany
hodowlanej.
Dlatego
też
poszukiwane
są nowe rozwiązania mające na celu zapewnienie roślinom jak najlepszych warunków
do wzrostu i rozwoju. Uważa się, że bardzo dobrym sposobem jest stosowanie
biostymulatorów. Biostymulatory definiowane są jako preparaty wspomagające naturalne
procesy życiowe roślin oraz zwiększające ich odporność na warunki stresowe. Wykorzystanie
naturalnych stymulatorów wzrostu roślin jest bardzo aktualnym kierunkiem w rolnictwie.
Użycie substancji przyjaznych środowisku daje możliwość uzyskania wysokich i dobrej
jakości plonów przy jednoczesnym ograniczeniu wprowadzania do gleby dużej ilości
związków
chemicznych.
W literaturze
najwięcej
badań
dotyczących
stosowania
biostymulatorów związane jest z roślinami warzywnymi, sadowniczymi, szkółkami,
plantacjami rzepaku i buraków cukrowych. Z tego względu uzasadnionym celem było
sprawdzenie działania biostymulatorów jako czynnika łagodzącego stres
pszenicy jarej
uprawianej w monokulturze.
Intensyfikacja produkcji rolniczej wpłynęła niekorzystnie na żyzność gleby. Ponadto
niekorzystne warunki biotyczne i abiotyczne występujące w uprawie mogą powodować
u roślin silne reakcje stresowe. W związku z tym rolnicy coraz częściej poszukują
bezpiecznych i naturalnych sposobów i preparatów, aby poprawić produkcyjność gleby
i zabezpieczyć ją przed degradacją. Racjonalne wykorzystanie międzyplonów oraz
biostymulatorów stanowi obecnie jeden z podstawowych czynników ochrony środowiska
i produktywności gleb.
Podjęcie przez Panią mgr inż. Adelę Halinę Maziarek badań dotyczących oceny
przydatności biostymulatorów oraz przyorywania międzyplonu ścierniskowego w łagodzeniu
2
stresu monokulturowego dla pszenicy jarej
i w poprawie wartości stanowiska oraz
produktywności gleby jest w pełni uzasadnione, interesujące i bardzo aktualne. Praca jest
próbą kompleksowego podejścia do oceny wpływu stosowania wybranych preparatów oraz
wprowadzania do gleby biomasy facelii błękitnej - międzyplonu ścierniskowego
na
kształtowanie
zachwaszczenie,
właściwości
zdrowotność
biologicznych,
łanu
i
fizycznych
plonowanie
i chemicznych
pszenicy
jarej
gleby,
uprawianej
w monokulturze oraz cechy jakościowe ziarna. Opracowanie wyników w formie publikacji
znacząco poszerzy dorobek naukowy w zakresie stosowania badanych preparatów
i wykorzystania międzyplonów. Należy podkreślić, że badania obejmują ważne zagadnienia
dla praktyki rolniczej.
2. Formalna ocena rozprawy
Rozprawa doktorska Pani mgr inż. Adeli Haliny Maziarek została przedstawiona na
114 stronach tekstu zawierającego 41 tabel i 14 rysunków łącznie z literaturą. Wykaz
literatury zawiera aż 376 pozycji piśmiennictwa, w tym około 23% stanowią opracowania
obcojęzyczne, a prawie 50% pozycje literatury opublikowane w ostatnim dziesięcioleciu
(2005-2014). Pozytywnie oceniam wykorzystanie w dużym stopniu najnowszej literatury.
Tytuł pracy jest czytelny i jasny. Treść rozprawy została logicznie i szczegółowo
podzielona na rozdziały i podrozdziały wyodrębnione w spisie treści. Układ pracy jest typowy
dla rozpraw doktorskich. Dysertacja została przygotowana zgodnie z wymogami stawianymi
rozprawom doktorskim.
Treści merytoryczne rozprawy przedstawiono w 9 następujących rozdziałach:
1. Wstęp, 2. Przegląd piśmiennictwa, 3. Cel badań, 4. Opis i warunki doświadczenia,
5. Zakres i metodyka badań, 6. Omówienie wyników, 7. Dyskusja, 8. Wnioski, 9. Literatura.
Po jednostronicowym wstępie (rozdział 1), w rozdziale drugim na 17 stronach
Autorka zaprezentowała przegląd literatury obejmujący siedliskowe i produkcyjne skutki
uprawy pszenicy jarej po sobie oraz efektywność zabiegów regeneracyjnych w poprawie
warunków siedliskowych i produkcyjności pszenicy jarej uprawianej w monokulturze.
Po przeglądzie piśmiennictwa przedstawiono hipotezę i cel pracy, a zasadnicze treści
rozprawy zamieszczono w następnych trzech rozdziałach: czwartym - opis i warunki
doświadczenia, piątym - zakres i metodyka badań, szóstym - wyniki badań. Doktorantka
zaprezentowała
w rozdziale
z przeprowadzonych
badań.
siódmym
W pracy
dyskusję,
zamieszczono
w ósmym
wnioski
streszczenie
wynikające
w języku
polskim
i angielskim.
3
Poszczególne rozdziały i podrozdziały pracy ściśle się zazębiają i stanowią logiczną
całość. Praca doktorska napisana jest poprawnym stylistycznie językiem, a przedstawione
w niej zagadnienia zostały omówione wyczerpująco. Całość pracy uzupełnia spis literatury
podany w rozdziale dziewiątym.
3. Merytoryczna ocena pracy
Doktorantka poprawnie sformułowała hipotezę badawczą i wynikające z niej cele.
Natomiast tytuł rozprawy powinien być poszerzony, gdyż w pracy dokonuje się nie tylko
oceny wybranych preparatów, ale również przyorywania biomasy facelii - międzyplonu
ścierniskowego w ograniczaniu stresu pszenicy jarej uprawianej w monokulturze.
Badania były przeprowadzone w latach 2011-2013 na polu doświadczalnym
Opolskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Łosiowie. Wykorzystano dwa ścisłe
doświadczenia:
 jedno jednoczynnikowe, założone metodą losowanych bloków, w którym porównywano
wpływ uprawy pszenicy jarej w płodozmianie (rzepak ozimy – pszenica jara – jęczmień
ozimy)
oraz
w 3-letniej
monokulturze
na
właściwości
gleby,
zachwaszczenie
i zdrowotność łanu oraz plonowanie i jakość ziarna pszenicy jarej,
 drugie
dwuczynnikowe,
założone
metodą
losowanych
podbloków
w czterech
powtórzeniach, w którym oceniano skuteczność przyorywania biomasy międzyplonu
ścierniskowego (facelii błękitnej) oraz stosowania czterech biostymulatorów (Nano-Gro,
Asahi SL, PRP EBV i Wuxal Ascofol), jako zabiegów łagodzących uprawę pszenicy jarej
w monokulturze.
Rozdział „Opis i warunki doświadczenia” zawiera niezbędne składowe rozprawy
naukowej: opis doświadczeń polowych, warunków glebowych i pogodowych w okresie
prowadzenia prac polowych oraz krótką charakterystykę zastosowanych biostymularotów.
W tym rozdziale brakuje wyjaśnienia, jakie kryterium Doktorantka przyjęła przy wyborze
czterech preparatów do oceny (dlaczego te cztery, a nie inne preparaty wybrano
do
badań?)
oraz
szczegółowej
informacji
o dawkach
stosowanych
preparatów
w poszczególnych terminach, co ma nie tylko istotne znaczenie dla praktyki rolniczej,
ale i z punktu widzenia ekonomicznych aspektów stosowania tych preparatów. Przy opisie
PRP EBV wskazano Mg jako mikroelement, a Mg jest makroelementem.
Warunki meteorologiczne w poszczególnych latach badań zostały przedstawione
w tabeli i szczegółowo omówione. Jednak wskazane byłoby, aby porównać opady w danych
latach do wymagań opadowych pszenicy jarej wg Dzieżyca czy Klatta.
4
Ponadto do oceny warunków wilgotnościowych przydatny byłby wyliczony współczynnik
hydrotermiczny wg Sielianinowa. Dostarcza on bowiem cennej informacji o okresach
suchych i posusznych i mówi o zabezpieczeniu roślin w wodę podczas wegetacji.
W rozdziale tym omówiono również zabiegi agrotechniczne i ich terminy
stosowania
w uprawie pszenicy jarej.
W rozdziale piątym Doktorantka przedstawiła zakres i metodykę badań polowych
i laboratoryjnych dotyczących międzyplonu ścierniskowego, pszenicy jarej (plonowania,
zachwaszczenia i jej zdrowotności) oraz gleby.
Na pochwałę zasługuje podjęcie przez Doktorantkę bardzo szerokiego spektrum
badań i analiz, co daje możliwość szerokiego i pełnego wnioskowania. Natomiast wyjaśnienia
wymaga sposób, w jaki Autorka oceniała masę korzeni facelii i plon ziarna oraz słomy
pszenicy jarej. Należałoby również podać metody badań laboratoryjnych dotyczących analiz
roślin (str. 30). Na stronie 31 we wzorze wskaźnika struktury gleby nastąpiła oczywista
omyłka pisarska: w mianowniku powinno być o ∅ < 0,25mm.
Rozdział szósty „Omówienie wyników” składa się z dwóch podrozdziałów, jednego
dotyczącego wpływu następstwa roślin na zmiany siedliska i produktywność pszenicy jarej
i drugiego związanego z oceną efektywności przyorywanego międzyplonu ścierniskowego
oraz stosowania biostymulatorów w ograniczaniu negatywnych skutków monokulturowej
uprawy pszenicy jarej. Wyniki badań w każdym podrozdziale Autorka omawia w rozbiciu
na trzy części: właściwości gleby, zachwaszczenie łanu, reakcja pszenicy jarej.
Uzyskane wyniki poddano ocenie statystycznej przy pomocy analizy wariacji.
Dla porównania różnic między obiektami użyto testu t-Studenta. Zastosowane narzędzia
statystyczne są dobrze dobrane i pozwalają ocenić wpływ badanych czynników na parametry
określone w pracy.
Wyniki badań w większości są przedstawione jako średnie z lat 2011-2013
i poprawnie omówione. W podrozdziale 6.2.1 Autorka szczegółowo omówiła plonowanie
i wartość nawozową międzyplonu ścierniskowego – facelii w poszczególnych latach badań,
natomiast w kolejnych podrozdziałach przedstawiła tylko średnie z lat 2011-2013,
bez analizy wyników z poszczególnych lat. Należałoby
wyjaśnić dlaczego w pracy
przedstawiono tylko średnie z lat 2011-2013 bez odniesienia do zróżnicowanej wartości
nawozowej międzyplonu i warunków pogodowych w latach badań. Nasuwają się pytania:
- Co skłoniło Doktorantkę do takiego przedstawienia wyników?,
- Czy działanie badanych czynników w poszczególnych latach było podobne?,
- Czy działanie zastosowanych preparatów nie było różnicowane przez warunki pogodowe?.
5
Ponadto uzupełnienia wymagają podpisy pod rysunkami i tytuły tabel, że dane
są średnimi z lat 2011-2013.
Praca zawiera bardzo duży materiał doświadczalny i nie budzi zastrzeżeń
od strony formalnej ani merytorycznej.
Zaprezentowane w recenzowanej pracy wyniki badań świadczą, że uprawa pszenicy
jarej w 3-letniej monokulturze (krótkotrwałej) na glebie kompleksu pszennego w niewielkim
stopniu różnicowała właściwości gleby, natomiast prowadziła do znacznego zwiększenia
zachwaszczenia i stopnia porażenia korzeni przez patogeny podstawy źdźbła, a w efekcie
końcowym skutkowało to istotnym obniżeniem plonowania pszenicy jarej w porównaniu
z pszenicą uprawianą w płodozmianie.
Na podstawie badania skuteczności przyorywania międzyplonu ścierniskowego
z facelii błękitnej oraz biostymulatorów w ograniczaniu negatywnych skutków uprawy
pszenicy jarej w monokulturze można stwierdzić, że działanie biostymulatorów i biomasy
facelii było niewielkie w aspekcie siedliskowym, ale korzystne w aspekcie produkcyjnym
i zależało od rodzaju użytego preparatu.
Autorka wskazuje, że najkorzystniejszym sposobem poprawy plonowania pszenicy
jarej uprawianej w monokulturze okazało się coroczne wprowadzanie do gleby biomasy
międzyplonu ścierniskowego z facelii oraz oprysk biostymulatorem Asahi SL w fazie
krzewienia i liścia flagowego. Doktorantka dowodzi, że żadne zastosowane zabiegi
regeneracyjne nie są w stanie zastąpić stosowania zmianowania, które jest najbardziej
skutecznym sposobem ograniczania chorób, zachwaszczenia i uzyskania wysokiego plonu
o dobrej jakości.
Przeprowadzona w pracy dyskusja jest
odniesieniem uzyskanych wyników do
światowej literatury.
Przedstawione wnioski są jednocześnie odpowiedzią na postawiony cel pracy,
ale w mojej opinii są zbyt szczegółowe i wymagają pewnych uogólnień. Wnioski
jednoznacznie pozwalają stwierdzić, że cel pracy został osiągnięty.
4.
Wniosek końcowy
Pani mgr inż. Adela Halina Maziarek zrealizowała zarówno poznawczy jak
i praktyczny cel dysertacji. Uzyskane wyniki są wartościowe pod względem naukowym
i praktycznym, a wykazane braki i wątpliwości są stosunkowo łatwe do dopracowania w toku
procesu przygotowywania pracy do druku.
Należy podkreślić, że przygotowanie ocenianej rozprawy wymagało bardzo dużego
6
nakładu pracy, gdyż praca zawiera bardzo duży materiał eksperymentalny. Doktorantka
wykazała dużą aktywność w realizacji badań i umiejętność w zakresie prac laboratoryjnych
i polowych.
Stwierdzam, że przedstawiona do oceny praca spełnia wymagania stawiane pracom
doktorskim w Ustawie z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym
oraz stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. Nr 65 poz. 595 z późniejszymi zmianami).
W związku z powyższym zwracam się do Rady Wydziału Przyrodniczo-Technologicznego
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu o dopuszczenie Pani mgr inż. Adeli Haliny
Maziarek do dalszych etapów przewodu doktorskiego.
dr hab. Irena Suwara
7