wpływ ilości wysiewu na plonowanie oraz wielkość powierzchni

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2007 z. 522: 263-270
WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE
ORAZ WIELKOŚĆ POWIERZCHNI ASYMILACYJNEJ
WYBRANYCH ODMIAN BOBIKU
Bogdan Kulig, ElŜbieta Pisulewska, Aleksandra Sajdak
Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja w Krakowie
Wstęp
Spośród wysokobiałkowych roślin strączkowych bobik cechuje się duŜym
potencjałem plonowania. Przy poprawnej agrotechnice plonuje w przedziale od
3 do 6 t nasion z ha, a zawartość białka w nasionach mieści się w zakresie
26-32%. Plon nasion nie zaleŜy jednak tylko od wytworzonej biomasy, lecz jest
modyfikowany warunkami zewnętrznymi wpływającymi na zawiązywanie i
rozwój organów generatywnych oraz dystrybucję asymilatów [KULIG 2004].
DuŜe zagęszczenie roślin bobiku w łanie powoduje zwiększenie
konkurencji między organami wegetatywnymi i generatywnymi rośliny i nie
zawsze prowadzi do zwiększenia plonu nasion [DAY i in. 1979]. Ponadto w
gęstych łanach i wąskich rzędach panują lepsze warunki do rozwoju chorób
grzybowych [NADOLNIK i in. 2000; śUK-GOŁASZEWSKA i in. 1997]. Niskonakładowe
technologie produkcji nasion roślin strączkowych zakładają obniŜenie ilości
wysiewu oraz zmniejszenie zuŜycia pestycydów [BOROWIECKI i in. 1997; KSIĘśAK i
in. 1997]. Koszt materiału siewnego bobiku jest duŜym wydatkiem dla rolnika,
szczególnie odnosi się to do odmian samokończących, które zaleca się
wysiewać w większej ilości [KOTECKI 1992; BOROWIECKI i in. 1997; BOBRECKA-JAMRO,
PAŁKA 1998; KULIG 2000]. MoŜe on być częściowo zmniejszany przez
wykorzystanie odmian o mniejszych nasionach, jednak rozmiar nasion
wykazuje dodatnią korelację z plonem, a taka współzaleŜność limituje hodowlę
odmian drobnonasiennych [DUC 1997].
Celem niniejszej pracy było określenie wpływu ilości wysiewu zróŜnicowanych morfologicznie odmian bobiku na ich plonowanie, wielkość powierzchni
asymilacyjnej oraz waŜniejsze cechy morfologiczne.
Materiał i metody
Doświadczenia polowe przeprowadzono w latach 1999-2001 w Stacji
Doświadczalnej w Prusach na czarnoziemie zdegradowanym (I klasa
bonitacyjna, kompleks pszenny bardzo dobry). Doświadczenie dwuczynnikowe
zakładano metodą „split-plot” w 4 powtórzeniach. Obiekty pierwszego czynnika
stanowiły odmiany bobiku: Titus (ze szczytowym kwiatostanem) oraz
Nadwiślański i Kodam (tradycyjne). Drugim czynnikiem była ilość wysiewu,
264
B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak
która dla odmiany samokończącej wynosiła 40 i 60, a dla odmian tradycyjnych
2
2
30 i 50 nasion na m . Powierzchnia poletka wynosiła 10 m . Przedplonem była
pszenica jara. NawoŜenie przedsiewne wynosiło 35 kg P i 100 kg K na ha. Nie
stosowano nawoŜenia azotem. Przed siewem nasiona bobiku zaprawiano
przeciwko patogenom grzybowym zaprawą Funaben T. Siew bobiku przypadał
w zaleŜności od roku między 26 III a 11 IV, a zbiór między 17 a 31 VIII. W
czasie wegetacji zwalczano środkami chemicznymi chwasty, szkodniki i
choroby. Pomiar powierzchni asymilacyjnej (LAI) oraz pochłaniania
promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR) przez łan bobiku wykonano
aparatem SunScan Canopy Analysis System (Delta-T) w czterech terminach:
25 maja (BBCH 33-35), 14 czerwca (BBCH 63-65) oraz 6 lipca (BBCH 70-72) i
21 lipca (BBCH 73-76). Pomiary PAR i LAI wykonano na kaŜdym poletku w 4
powtórzeniach, a cech morfologicznych na 10 losowo pobranych roślinach z
kaŜdego poletka. Plon nasion przeliczono uwzględniając zawartość 85% suchej
masy.
Warunki klimatyczne w poszczególnych sezonach wegetacyjnych
modyfikowały wielkość plonu nasion oraz wartości cech biometrycznych. W
1999 roku mała ilość opadów w marcu oraz w pierwszej i drugiej dekadzie
kwietnia spowodowały znaczne ograniczenie wschodów bobiku. Niska obsada
sprzyjała rozgałęzianiu się pędów. W 2000 roku w drugiej i trzeciej dekadzie
kwietnia zanotowano równieŜ niewielką ilość opadów (4,2 mm), natomiast w
2001 roku w okresie wschodów wystąpił nadmiar opadów, co przyczyniło się do
poraŜenia systemu korzeniowego siewek kompleksem chorób grzybowych i
wypadania roślin z łanu. Znaczny nadmiar opadów wystąpił w czerwcu 1999
oraz w lipcu 2000 i 2001 roku.
Wyniki i dyskusja
-1
Plon nasion bobiku kształtował się w zakresie 3,52-5,51 t⋅ha (tab. 1).
Spośród badanych odmian bobiku najlepiej plonowała odmiana Kodam, natomiast najkorzystniejsze warunki dla rozwoju i plonowania bobiku wystąpiły
w 2001 r., co odzwierciedliło się równomiernym i wysokim plonowaniem wszyst-1
kich odmian (średnio 5,32 t⋅ha ). ObniŜona ilość wysiewu we wszystkich latach
wpływała istotnie na spadek uzyskanego plonu nasion, a róŜnice w plonach
-1
wynosiły nawet 1,07 t⋅ha (w 2000 r.). DAY i in. [1979] udowodnili, Ŝe zwiększenie
2
liczby roślin bobiku od 9 do 98 sztuk na 1 m daje przyrost plonu zaledwie w
-1
zakresie 3,38–4,44 t⋅ha , poniewaŜ w bardzo rzadkim łanie rośliny wykształciły
po 93,4 nasion, natomiast tylko 10,3 przy największym zagęszczeniu. Niemniej
jednak średni poziom plonu nasion był zadowalający zarówno przy niŜszej, jak i
przy wyŜszej ilości wysiewu. NADOLNIK i in. [2000] oraz śUK-GOŁASZEWSKA i in. [1997]
wykazały mniejszą tendencje do poraŜania strąków przez choroby grzybowe
przy obniŜonej ilości wysiewu. Tradycyjna odmiana Nadwiślański w mniejszym
stopniu niŜ pozostałe odmiany reagowała zmniejszeniem plonu wraz ze
zmniejszeniem ilości wysiewu (rys. 1). Potwierdzają to wyniki badań ZAJĄCA
[1998], w których wraz ze stopniowym zmniejszeniem ilości wysiewanych nasion
(60, 30 i 20), odmiana Nadwiślański reagowała stosunkowo małym spadkiem
-1
plonu nasion, odpowiednio: 5,20; 4,96 i 4,51 t⋅ha . NiŜsze jej średnie plony w
niniejszych badaniach były bezpośrednio spowodowane mniejszą rzeczywistą
obsadą roślin w porównaniu do odmian Kodam i Titus, natomiast większe
wartości pozostałych elementów struktury plonu nie były w stanie
WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ ...
265
skompensować jej wpływu (tab. 2). Odmiana Titus charakteryzowała się
znacznie mniejszą wysokością roślin, długością części owocującej łodygi,
mniejszą liczbą strąków na roślinie oraz nasion w strąku, jak równieŜ wyŜej w
porównaniu do odmian tradycyjnych osadzała pierwsze piętro strąków.
Tabela 1; Table 1
Plon nasion bobiku w zaleŜności od badanych czynników
Yield of field bean seeds as dependent on investigated factors
Odmiany (I)
i ilość wysiewu (II)
Cultivars and sowing rate
Lata; Years
Średnio
Mean
1999
2000
2001
Kodam
4,77
4,79
5,51
5,02
Nadwiślański
4,30
3,52
5,21
4,34
Titus
3,86
5,14
5,23
4,75
NIR dla I; LSD for I
0,195
0,891
0,629
0,425
30/40*
4,04
3,95
4,86
4,285
50/60
4,58
5,02
5,77
5,121
NIR dla II; LSD for II
0,159
0,727
0,576
0,347
4,31
4,48
5,32
-
Średnio; Mean
*
-2
ilość wysiew szt.⋅m – dla odmian tradycyjnych/dla odmiany samokończącej; sowing rate
seeds per m2 – for indeterminated cultivars/for determinated cultivar
( t.ha-1)
6
5
4
3
2
1
0
Kodam
Nadwiślański
Titus
odmiany; cultivars
30/40
50/60
ilość wysiewu; sowing rate
Rys. 1.
Fig. 1.
Współdziałanie odmian i ilości wysiewu w kształtowaniu plonu nasion bobiku
Interaction between cultivars and sowing rate in forming the yield of field
bean seeds
B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak
266
Tabela 2; Table 2
Wartości wybranych cech morfologicznych bobiku w zaleŜności od odmiany
i ilości wysiewu
Values of selected morphological features of field bean dependent on the cultivars
and sowing rate
Odmiany (I) i ilość wysiewu (II)
Cultivars (I) and sowing rate (II)
A
B
C
D
E
F
G
Kodam
37,7
11,3
Nadwiślański
30,3
10,9
121
2,9
469
37,9
70,1
131
2,95
463
39,9
Titus
46,3
66,5
9,27
96
2,48
466
52
45,4
NIR dla I; LSD for I
30/40*
4,70
r.n.; n.s.
6,11
0,26
r.n.; n.s.
3.76
4,48
34,3
11,2
116
2,72
462
42,1
61,6
50/60
41,9
9,75
116
2,83
470
44,4
60,0
NIR dla II; LSD for II
3,84
Średnio; Mean
38,1
*
A
B
C
D
E
F
G
r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s.
10,5
116
2,78
466
43,3
60,8
jak w tabeli 1; as in Table 1
obsada roślin (szt.⋅m-2); plant density (plants⋅m-2)
liczba strąków na roślinie; number of pods per plant
wysokość roślin (cm); plant height (cm)
liczba nasion w strąku; number of seeds per pod
masa 1000 nasion (g); weight of 1000 seeds (g)
wysokość pierwszego strąka (cm); height of first pod location (cm)
długość cześci owocującej łodygi (cm); lenght of fruiting part of shoot (cm)
Tabela 3; Table 3
Wielkość indeksu powierzchni liściowej (LAI) oraz ilość pochłanianego PAR
przez łan bobiku w 2000 r.
Values of leaf area index (LAI) and the amount of intercepted PAR by field bean canopy
in 2000
Odmiany i ilość wysiewu (szt.⋅m-2); Cultivars and sowing rate (seed⋅m-2)
Data
Date
Kodam
30
50
Nadwiślański
_
30
50
2
Titus
_
40
60
_
-2
LAI (m ⋅m )
25 V
0,75
1,15
0,95
0,74
0,80
0,77
1,03
1,51
1,28
14 VI
2,93
4,80
3,86
3,10
3,38
3,24
5,02
5,82
5,43
6 VII
5,64
7,77
6,71
4,38
5,36
4,86
5,32
5,65
5,49
21 VII
4,05
5,70
4,88
4,85
4,94
4,89
3,59
3,68
3,63
_
3,41
4,85
-
3,27
3,61
-
3,74
4,16
-
25 V
35,0
48,0
41,5
34,5
37,0
35,7
44,5
55,5
50,0
14 VI
78,5
93,5
86,0
64,5
84,5
74,5
93,0
95,5
94,2
6 VII
98,0
99,5
98,7
86,5
96,5
91,5
98,0
96,0
97,0
21 VII
85,0
98,0
91,5
94,5
95,0
94,8
90,0
94,5
92,2
_
74,1
84,7
-
70,0
78,3
-
81,4
85,4
-
PAR (%)
Tabela 4; Table 4
WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ ...
267
Wielkość indeksu powierzchni liściowej (LAI) oraz ilość pochłanianego PAR
przez łan bobiku w 2001 r.
Values of leaf area index (LAI) and the amount of intercepted PAR by field bean
canopy in 2001
-2
Data
Date
-2
Odmiany i ilość wysiewu (szt.⋅m ); Cultivars and sowing rate (seed⋅m )
Kodam
30
50
Nadwiślański
_
30
50
2
Titus
_
40
60
_
-2
LAI (m ⋅m )
25 V
1,25
1,75
1,50
1,10
1,15
1,13
1,35
2,15
1,75
14 VI
5,20
7,20
6,20
5,15
6,99
6,07
5,15
7,15
6,15
6 VII
5,75
7,30
6,53
6,00
7,90
6,95
6,53
6,03
6,28
21 VII
4,05
5,70
4,88
4,35
6,45
5,40
4,30
3,68
3,99
_
4,06
5,49
-
4,15
5,62
-
4,33
4,75
-
25 V
55,5
64,5
60,0
48,0
56,5
52,3
59,5
71,0
65,3
14 VI
94,9
99,1
96,9
94,9
73,8
84,4
94,9
98,4
96,7
PAR (%)
6 VII
97,0
99,0
98,0
98,0
99,0
98,5
98,0
99,0
98,5
21 VII
85,0
98,0
91,5
95,0
98,0
96,5
87,0
94,5
90,8
_
83,1
90,1
-
83,9
81,8
-
84,6
90,7
-
W latach 2000-2001 wykonano czterokrotny pomiar powierzchni asymilacyjnej (LAI) oraz ilości PAR pochłanianego przez łan bobiku. Uzyskane wyniki
przedstawiono w tabelach 3 i 4. Z wielkością powierzchni asymilacyjnej
związana jest ilość pochłanianego przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Wartości te wahały się od 35% przy wielkości LAI
2
-2
wynoszącej 0,75 do 99,5% przy 7,77 m ⋅m . Ich analiza wyjaśnia między
innymi przyczynę niskiego plonowania odmiany Nadwiślański w 2000 roku, a
było to związane ze znacznie mniejszą powierzchnią asymilacyjną łanu tej odmiany i gorszym wykorzystaniem PAR. W dwóch pierwszych terminach pomiaru
(25 maja i 14 czerwca) odmiana samokończąca Titus charakteryzowała się, w
porównaniu do odmian tradycyjnych, większymi wartościami indeksu LAI i ilości
pochłanianego PAR, w późniejszych fazach rozwojowych przewagę uzyskiwały
odmiany tradycyjne, u których wartości tych parametrów w pierwszej i drugiej
dekadzie lipca były z reguły większe. PILBEAM i in. [1991] podkreślają, Ŝe wraz ze
zwiększeniem zgęszczenia roślin w łanie maleje efektywność wykorzystania
promieniowania fotosyntetycznie czynnego przez obie formy morfologiczne
bobiku. Tak więc wysoka wartość indeksu LAI nie zawsze prowadzi do
zwiększenia plonu, co związane jest z nadmiernym wzajemnym zacienianiem
się liści przy wartości LAI przekraczającej 4.
Wnioski
1.
Spośród badanych odmian najwierniej plonowała odmiana Kodam.
Zmniejszenia obsady roślin spowodowanego mniejszą ilością wysiewu nie
są w stanie w pełni zrekompensować większe wartości pozostałych
elementów struktury plonu.
268
B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak
2.
Z wielkością powierzchni asymilacyjnej związana jest ilość pochłanianego
przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Ilość pochłanianego PAR wahała się od 35% przy wielkości LAI wynoszącej 0,75 do
2
-2
99,5% przy 7,77 m ⋅m . Wartości tych parametrów były z reguły znacznie
wyŜsze na obiektach z większą ilością wysiewu.
3.
Odmiana samokończąca Titus w początkowych fazach rozwojowych
wytwarzała większą powierzchnię asymilacyjną łanu (LAI), natomiast w
późniejszych fazach rozwojowych przewagę uzyskiwały odmiany
tradycyjne.
Literatura
BOBRECKA-JAMRO D., PAŁKA M. 1998. Plonowanie dwóch form bobiku w zaleŜności
od obsady i rozmieszczenia roślin w łanie. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, Ser.
Sesja Naukowa 54(1): 229–237.
BOROWIECKI J., KSIĘśAK J., LENARTOWICZ W. 1997. Wpływ gęstości siewu na plon nasion wybranych odmian bobiku uprawianego na południu kraju. Zesz. Probl.
Post. Nauk Rol. 446: 181–185.
DAY D., ROUGHLEY R.J., WITTY J.F. 1979. The effect of plant density, inorganic nitrogen fertilizer and supplementary carbon dioxide on yield of Vicia faba L. J.
Agric. Sci., Cambridge 93: 629–633.
DUC G. 1997. Faba bean (Vicia faba L.). Field Crop. Res. 53: 99–109.
KOTECKI A. 1992. Charakterystyka rolnicza rodów bobiku o szczytowym
kwiatostanie. Fragm. Agron. 9(2): 12–21.
KSIĘśAK J., LENARTOWICZ W., UFNOWSKA J. 1997. Ocena technologiczna trzech
technologii produkcji bobiku. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 446: 227-230.
KULIG B. 2000. Plonowanie zróŜnicowanych morfologicznie odmian bobiku w
zaleŜności od gęstości siewu. Bibl. Fragm. Agron. 8: 157–166.
KULIG B. 2004. Modelowanie wzrostu, rozwoju i plonowania zróŜnicowanych
morfologicznie odmian bobiku za pomocą modelu WOFOST. Zesz. Nauk. AR w
Krakowie, Rozpr. hab. 295: 1-134.
NADOLNIK M., DŁUśNIEWSKA J., KULIG B. 2000. Choroby grzybowe bobiku w
zaleŜności od odmiany, gęstości siewu i sposobu uprawy. Post. Ochr. Rośl.
40(2): 602–604.
PILBEAM C.J., HEEBLETHWAITE P.D., NYONGESA T.E., RICKETTS M.E. 1991. Effect of plant
population density on determinate and indeterminate forms of winter field beans
(Vicia faba). 2. Growth and development. J. Agric. Sci., Cambridge, 116: 385–
393.
ZAJĄC T. 1998. Wpływ rozstawy rzędów jęczmienia jarego i bobiku na
produktywność i wartość ochronną dla koniczyny czerwonej. Acta Agr. et Silv.,
Ser. Agr. 36: 91-106.
śUK-GOŁASZEWSKA K., FORDOŃSKI G., GROCHOT G. 1997. Produkcyjność i zdrowotność
nowych genotypów bobiku w zaleŜności od obsady roślin. Zesz. Probl. Post.
Nauk Rol. 439: 55–61.
Słowa kluczowe: bobik, odmiany, ilość wysiewu, plon nasion, indeks
WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ ...
269
powierzchni liściowej (LAI)
Streszczenie
W pracy określono wpływ ilości wysiewu zróŜnicowanych morfologicznie
odmian bobiku na ich plonowanie, wielkość powierzchni asymilacyjnej oraz
waŜniejsze cechy morfologiczne roślin. Doświadczenia polowe przeprowadzono
w latach 1999-2001 w Stacji Doświadczalnej w Prusach na czarnoziemie
zdegradowanym (kompleks pszenny bardzo dobry). Obiekty pierwszego
czynnika stanowiły odmiany bobiku: Titus (ze szczytowym kwiatostanem) oraz
Nadwiślański i Kodam (tradycyjne). Drugim czynnikiem była ilość wysiewu,
która dla odmiany samokończącej wynosiła 40 i 60, a dla odmian tradycyjnych
2
30 i 50 nasion na m . Spośród badanych odmian najwierniej plonowała
odmiana Kodam. Zmniejszenia obsady roślin spowodowanego mniejszą ilością
wysiewu nie są w stanie w pełni zrekompensować większe wartości
pozostałych elementów struktury plonu. Z wielkością powierzchni asymilacyjnej
związana jest ilość pochłanianego przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Ilość pochłanianego PAR wahała się od 35% przy wiel2
-2
kości LAI wynoszącej 0,75 do 99,5% przy 7,77 m ⋅m . Wartości tych
parametrów były z reguły znacznie wyŜsze na obiektach z większą ilością
wysiewu. Odmiana samokończąca Titus w początkowych fazach rozwojowych
rozwijała się szybciej uzyskując wyŜsze wartości indeksu LAI i ilości
pochłanianego PAR, natomiast w późniejszych fazach rozwojowych przewagę
uzyskiwały odmiany tradycyjne.
EFFECT OF SOWING RATE ON THE YIELD AND SIZE
OF ASSIMILATION AREA IN SELECTED FIELD BEAN CULTIVARS
Bogdan Kulig, ElŜbieta Pisulewska, Aleksandra Sajdak
Department of Crop Production, Agricultural University, Kraków
Key words:
field bean, cultivars, sowing rate, seed yield, leaf area index (LAI)
Summary
Field experiment was conducted in 1999-2001 on degraded chernozem at
Prusy Experimental Station, near Kraków, to examine the impact of sowing rate
on the yield and size of assimilation area of selected field bean cultivars. The
first factor consisted of the following field bean cultivars: cv. Titus with top inflorescence, cvs. Nadwiślański and Kodam (traditional). The second factor
2
included the sowing rate - for determinate cultivar 40 i 60 seeds per m , and for
2
traditional cultivar 30 i 50 seeds per m . Among investigated field been cultivars,
Kodam gave the most repeatable yield of seeds. Lower plant density resulted
from lower sowing rate could not be completely compensated by higher values
of the rest yielding structure elements. Size of assimilation area is connected
with the amount of intercepted PAR by field bean canopy. Amount of
2
-2
intercepted PAR fluctuated from 35% at LAI value 0.75 to 99.5% at 7.77 m ⋅m .
The values of these parameters were higher on the objects with higher sowing
rate applied. Determinated cultivar Titus in the beginning development stages,
270
B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak
developed faster getting higher LAI index values and the amount of intercepted
PAR, however in later development stages the traditional cultivars dominated.
Dr hab. Bogdan Kulig
Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin
Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja
Al. Mickiewicza 21
31-120 KRAKÓW
e-mail: [email protected]