Fenologia wybranych gatunków roślin Pojezierza - Eko-DOk

Fenologia wybranych gatunków roślin Pojezierza - Eko-DOk

fenologia, fazy rozwojowe, rośliny ogrodowe
Magdalena PIRCH*
FENOLOGIA WYBRANYCH GATUNKÓW
ROŚLIN OGRODOWYCH POJEZIERZA BYTOWSKIEGO
W latach 2009 i 2010 w miejscowości Borzytuchom (Pojezierze Bytowskie, województwo pomorskie) prowadzono badania nad fazami rozwojowymi wybranych gatunków roślin ogrodowych
(krzewów i drzew owocowych). Na podstawie prowadzonych co 7 dni obserwacji fenologicznych
opisywano stadia rozwojowe 10 gatunków, wyznaczano długość trwania tych stadiów oraz tworzono
obraz sekwencji fenologicznych wybranych gatunków. Różnice czasowe jakie zachodziły w momencie pojawu i długości trwania poszczególnych faz rozwojowych (listnienie, kwitnienie, owocowanie,
przebarwianie liści i ich opadanie) były odzwierciedleniem panujących w tym miejscu i czasie warunków pogodowych. Potwierdzono, że największy wpływ na inicjację i przebieg faz fenologicznych
(zwłaszcza faz wczesnowiosennych) ma temperatura powietrza i opad atmosferyczny w miesiącu
poprzedzającym wystąpienie fenofazy lub w momencie wystąpienia zjawiska. Najbardziej jednorodną
fazą było kwitnienie. Najdłuższą i najbardziej zmienną dojrzewanie owoców (owocowanie). Wegetacja badanych roślin ogrodowych w 2009 roku charakteryzowała się szybkim rozpoczęciem i harmonijnym przebiegiem. W 2010 zaobserwowano zachwianie wegetacji spowodowane niekorzystnymi
warunkami pogodowymi (niska średnia roczna temperatura powietrza, bardzo wysoka średnia roczna
suma opadów atmosferycznych). W 2009 roku wszystkie gatunki krzewów i drzew owocowych miały
dłuższy sezon wegetacyjny. Fenologia roślin ogrodowych jest jeszcze niewystarczająco poznana,
wymaga ona dalszych badań oraz wdrożenia jej w praktyczne działania gospodarcze.
1. WSTĘP
Fenologia, nauka badająca okresowe zjawiska zachodzące w świecie roślin
w zależności od zmieniających się warunków atmosferycznych [3, 4]. Początkowo
krytykowany interdyscyplinarny charakter fenologii, współcześnie stał się jej wielkim
atutem. Wkład do pokrewnych nauk przyrodniczych, a także zastosowanie praktyczne, również w gospodarce człowieka przyczyniły się do ugruntowania pozycji fenologii we współczesnym świecie [4]. Wpływ fenologii w rolnictwie uwidacznia się
__________
*
Akademia Pomorska w Słupsku, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Instytut Biologii i Ochrony
Środowiska, Zakład Botaniki i Genetyki, , ul. Arciszewskiego 22B 76-200 Słupsk.
394
M. PIRCH
w podziale kraju na naturalne okręgi rolnicze w rejonizacji rolnictwa, czy choćby
w ustaleniu odpowiednich kultur dla danych terenów [16]. Niemniej ważny jest jej
udział w warzywnictwie i sadownictwie. Badania nad fazami rozwojowym roślin
sadowniczych pozwalają tak dobrać odmiany np. drzew owocowych aby fazy rozwojowe występowały u nich w tym samym czasie. Taka synchronizacja stadiów rozwojowych oddaje duże usługi praktycznemu ogrodnictwu, ułatwia np. stosowanie zabiegów agrotechnicznych, czy też zbiory owoców. Również w takich dziedzinach jak
leśnictwo, pszczelarstwo, hydrologia, biometeorologia uwidacznia sie wpływ fenologii. Obecnie coraz częściej prowadzi się badania mające na celu wykorzystanie zjawisk fenologicznych w profilaktyce chorób alergicznych. Szczegółowe badania kwitnienia i pylenia wielu roślin powszechnie uznawanych za alergizujące, możliwość
pasywnego transportu i wysycenia atmosfery pyłkiem kwiatowym, pozwalają określić
narażenie na alergeny pyłku roślin w danym miejscu i sezonie [10]. W większości
ośrodków badawczych obserwacje fenologiczne traktuje się jako sporadyczny element
innych badań [8] co wynika z trudności ich przeprowadzenia (wieloletnie i systematyczne obserwacje). W piśmiennictwie naukowym natknąć się można najczęściej na
fenologię roślin dziko rosnących lub chwastów [7, 12, 18] rzadziej pojawiają się
opracowania dotyczące fenologii roślinności ogrodowej [8].Celem niniejszej pracy
jest określenie terminu pojawu i nasilenia faz rozwojowych gatunków ogrodowych.
Flora ogrodowa jest różnorodna, należą do niej zarówno jednoroczne terofity, byliny,
wieloletnie krzewy i drzewa owocowe. Niniejsze opracowanie poświęcone będzie
wyłącznie krzewom i drzewom owocowym.
2. MATERIAŁY I METODY
W latach 2009 i 2010 w miejscowości Borzytuchom na Pojezierzu Bytowskim
prowadzono badania nad fazami rozwojowymi wybranych gatunków roślin ogrodowych. Pojezierze Bytowskie, potocznie nazywane Kaszubami, usytuowane jest
w zachodniej części województwa pomorskiego [6]. Gatunki poddane badaniom rozwijały się na glebach zmienionych w wyniku intensywnego użytkowania, cechujących
się znaczną zawartością próchnicy, której poziom był sztucznie kształtowany przez
odpowiednie zabiegi agrotechniczne [2].Teren badań odznaczał się klimatem przejściowym, spowodowany ścieraniem się oceanicznych i kontynentalnych mas powietrza, czego następstwem była duża zmienność warunków pogodowych [9]. Obiektami
obserwacji była roślinność ogrodowa należąca do 3 rodzin botanicznych, z których do
badań wybrano następujące gatunki: Różowate Rosaceae: jabłoń domowa Malus domestica Borkh, grusza domowa Pyrus communis L, wiśnia zwyczajna Prunus ceresus
L, śliwa domowa Prunus domestica L, czereśnia, wiśnia ptasia Prunus avium L, pigwa pospolita Cydonia oblonga Miller; Agrestowate Grossulariaceae: agrest Ribes
Fenologia wybranych gatunków roślin ogrodowych Pojezierza Bytowskiego
395
uva-crispa L, porzeczka czarna Ribes nigrum L, porzeczka zwyczajna, czerwona Ribes rubrum L; Przewiertniowate Caprifoliaceae: dziki bez czarny Sambucus nigra L.
Nazewnictwo gatunków podano za Rutkowskim [14]. Impulsem do rozpoczęcia obserwacji były pierwsze pojawiające się liście, a o zbliżającym się końcu badań świadczyło intensywne ich opadanie. Fazy rozwojowe obserwowano w określonej kolejności: listnienie, kwitnienie, owocowanie, przebarwianie liści, opadanie liści. Specyfikę
tych fenofaz Harmata [4] i Tomanek [17] wyjaśniają następująco:
1. stadium listnienia – rozpostarcie się połówek blaszki liściowej
2. stadium kwitnienia - otwarcie pąków kwiatowych,
3. stadium dojrzewania owoców - pojawienie się naturalnych barw na owocach,
4. stadium przebarwiania liści – zmiana zielonej, naturalnej barwy liścia,
5. stadium opadania liści– występuje gdy większość liści opadnie.
Obserwacje były prowadzone na tych samych obiektach co 7 dni. Jako początek
fenofazy przyjęto jej pojaw w 10%, a jako koniec jest wystąpienie w 80%. Zebrane
dane posłużyły do wyliczenia długości trwania poszczególnych stadiów rozwojowych
oraz długości trwania wegetacji roślin.
3. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA
Wystąpienie poszczególnych faz rozwojowych ściśle zależy od lokalnych czynników pogody [15]. Rok 2009 był ciepły z średnią roczną temperaturą powietrza 8oC
i średnią roczną sumą opadów 663mm. Średnia roczna temperatura powietrza 2010
roku wyniosła 6,8oC, a średnia roczna suma opadów 940mm – był to rok chłodny
i bardzo mokry. Wcześniejszy pojaw listnienia w 2009 roku u Ribes rubrum, Ribes
uva-crispa, Sambucus nigra, Cydonia oblonga, Malus domestica, Pyrus communis,
Prunus cerasus, Prunus avium i Prunus domestica uwarunkowany był łagodnym
przebiegiem zimy (styczeń -1,5oC, luty -0,5oC) i szybkim jej ustąpieniem (tab.2). Długo zalegająca pokrywa śnieżna w 2010 roku, zimny styczeń (-6,5oC) i luty
(-1,5oC),oraz niewielka ilość opadów zahamowały listnienie roślin ogrodowych. Moment rozpoczęcia listnienia, pierwszej fazy wegetacji determinuje otwieranie się paków kwiatowych [8]. Szybsze rozpoczęcie wegetacji w 2009 roku implikowało przyspieszenie kwitnienia u roślin ogrodowych. Według wielu autorów [13, 17, 18] na
wegetacje, w tym również kwitnienie roślin istotny wpływ ma temperatura powietrza
i gleby oraz wilgotność powietrza i gleby w chwili wystąpienia pojawu. Jatczak [5]
z kolei uważa, że temperatura miesiąca poprzedzającego wystąpienie fazy warunkuję
datę jej pojawu. Oprócz czynników pogody na zakwitanie mogą oddziaływać warunki
stresowe, rozumiane np. jako nadmierne zagęszczenie osobników [11]. W badaniach
jednak nie zaobserwowano obecności warunków stresowych. Wcześniejszy pojaw
kwiatów u Cydonia oblonga wyznaczyła wyższa temperatura powietrza miesiąca poprzedzającego w 2009 roku (kwiecień – 10oC), niż w roku 2010 (kwiecień – 7oC).
396
M. PIRCH
Powstałe różnice w wystąpieniu kwitnienia u Ribes nigrum, Ribes rubrum, Ribes uvacrispa należy przypisać wyższej o 15mm sumie opadów miesiąca poprzedzającego
(marzec). Średnie temperatury marca były zbyt zbliżone (2009 – 2,5oC, 2010 – 3oC)
aby spowodować zaistniałe różnice w wystąpieniu kwitnienia. U tych gatunków temperatura powietrza i opad atmosferyczny miesiąca poprzedzającego wystąpienie zdeterminowały moment pojawu kwitnienia. Dla Sambucus nigra największy wpływ na
wejście w fazę zakwitania miała temperatura powietrza w momencie pojawianie się
pierwszych pękających paków kwiatowych. Początek fazy odnotowano 30.05.2009,
ze średnią temperatura dla maja 11,5oC (tab. 1). Jak podają Podbielkowski [13], Bac
i inni [1] Malus domestica i Pyrus communis zakwitają przy średniej dziennej temperaturze 10–11oC. W 2009 roku otwieranie się paków kwiatowych odnotowano
u nich w kwietniu (10oC), a w 2010 roku ze względu na niższa temperaturę kwietnia
(7oC) dopiero w miesiącu maju. Dla Prunus domestica, Prunus avium, Prunus cerasus przyjęto, że ich szybsze obsypywanie się kwiatami w 2009 roku uwarunkowane
było wcześniejszym dla tego roku rozpoczęciem wegetacji. Na zawiązywanie i stopień wykształcenia owoców krzewów i drzew owocowych wpływa wilgotność gleby
(częstości i obfitości opadów atmosferycznych). Wcześniejsze wystąpienie owocowania w 2009 roku u Ribes nigrum, Ribes uva-crispa, Cydonia oblonga, Malus domestica, Pyrus communis, Prunus cerasus, Prunus avium, Prunus domestica związane było
z większa miesięczna sumom opadów (tab.1) w momencie zawiązywania owoców. U
Ribes rubrum i Sambucus nigra na szybsze owocowanie w 2009, mimo wyższych
miesięcznych sum opadów w 2010 roku znaczenie miały inne nieznane czynniki. Należy pamiętać, że oprócz warunków pogodowych na wegetację, w tym dojrzewanie
owoców u roślin ogrodowych wpływ mają ich indywidualne cechy gatunkowe, czynniki biotyczne, edaficzne oraz stopień tolerancji na nie [17]. Badanie wpływu temperatury powietrza i opadu atmosferycznego na jesienne fazy fenologiczne roślin ogrodowych nie przyniosły jednoznacznych wyników. Jatczak [5] również nie potwierdza
zależności przebarwiania liści i ich opadania od temperatury powietrza. W 2010 roku
większość gatunków szybciej się przebarwiła i zrzuciła liście (tab.2).
Długość trwania poszczególnych faz rozwojowych liczona w dniach od momentu
wystąpienia (początek) do pełni pojawu, w latach była zróżnicowania. Najbardziej
jednorodną fazą było kwitnienie. Największe odchylenie w długości trwania kwitnienia w latach odnotowano u Malus domestica. Na jej przykładzie wykazano zależność
długości trwania kwitnienia od temperatury powietrza. Jak podaje Licznar
– Małańczuk [8] ,na wydłużenie okresu kwitnienia wpływa większa liczba ciepłych dni
w momencie pojawiania się pękających paków kwiatowych”. Wyższa temperatura
w momencie rozpoczęcia kwitnienia w 2009 roku przełożyła się na wydłużenie kwitnienia. Najdłuższą i najbardziej zróżnicowana fazą było owocowanie. U Cydonia
oblonga i Malus domestica, cechującymi się dużą odpornością na niskie temperatury
dojrzewanie owoców (owocowanie) trwało ponad 100 dni w obu latach. Wszystkie
gatunki drzew i krzewów miały dłuższą fazę wegetacji w 2009 roku.
Fenologia wybranych gatunków roślin ogrodowych Pojezierza Bytowskiego
397
Tabela 1. Zestawienie sum opadów i średnich temperatur powietrza
w latach 2009 i 2010 (dane IMGW)
Lata
Miesiące
Dane
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I-XII
2009 Tempera- -1,5
tura
2010
-6,5
(Co)
-0,5
2,5
10
11,5
14,5
18
18
14
6,5
5,5
-1,5
8,0
-1,5
3
7
9
16
20,5
18
13
6
3,5
-6
6,8
2009
20
30
50
5
70
88
125
50
50
80
50
45
663
25
20
35
15
120
30
140
150
130
45
125
105
940
2010
I
Opady
(mm)
Tabela 2. Terminy początku i pełni pojawów faz rozwojowych w latach 2009 i 2010
Fazy rozwojowe
3.
4.
5.
I
II
I
II
I
II
I
II
I
II
2009 11.04 23.05 18.04 09.05 16.05 20.06 08.08 29.08 19.09 24.10
Ribes
nigrum
2010 10.04 29.05 24.04 15.05 05.06 03.07 14.08 11.09 18.09 09.10
2009 11.04 16.05 18.04 25.04 09.05 20.06 12.09 09.10 24.10 07.11
Ribes
rubrum
2010 24.04 29.05 24.04 08.05 22.05 03.07 04.09 09.10 16.10 30.10
2009 28.03 16.05 18.04 25.04 16.05 27.06 12.09 26.09 03.10 24.10
Ribes
uvacrispa 2010 03.04 22.05 24.04 01.05 06.06 11.07 04.09 09.10 16.10 23.10
Sambucus 2009 11.04 16.05 30.05 13.06 27.06 29.08 19.09 03.10 10.10 31.10
nigra
2010 24.04 29.05 12.06 26.06 10.07 04.09 04.09 18.09 02.10 16.10
2009 04.04 16.05 02.05 16.05 13.06 10.10 31.10 14.11 14.11 21.11
Cydonia
oblonga
2010 01.05 29.05 15.05 29.05 12.06 23.10 30.10 06.11 06.11 20.11
2009 25.04 06.06 18.04 16.05 30.05 03.10 17.10 31.10 24.10 14.11
Malus
domestica 2010 15.05 10.07 22.05 29.05 19.06 16.10 23.10 30.10 30.10 06.11
2009 18.04 27.06 18.04 02.05 23.05 29.08 17.10 24.10 24.10 07.11
Pyrus
communis 2010 15.05 10.07 15.05 22.05 12.06 11.09 16.10 23.10 16.10 30.10
2009 25.04 23.05 25.04 02.05 16.05 04.07 17.10 24.10 24.10 31.10
Prunus
cerasus
2010 08.05 19.06 01.05 08.05 12.06 24.07 25.09 02.10 25.09 16.10
2009 18.04 30.05 25.04 02.05 23.05 27.06 12.09 03.10 17.10 07.11
Prunus
avium
2010 08.05 12.06 01.05 08.05 05.06 17.07 04.09 25.09 02.10 16.10
2009 18.04 23.05 25.04 09.05 30.05 08.08 19.09 26.09 03.10 10.10
Prunus
domestica 2010 01.05 29.05 15.05 22.05 12.06 21.08 18.09 02.10 25.09 09.10
Objaśnienia: 1-faza listnienia, 2-faza kwitnienia, 3-faza dojrzewania owoców (owocowanie),
4-faza przebarwiania liści, 5-faza opadania liści, I- początek pojawu fenofazy, II- pełnia pojawu fenofazy
Gatunek
Rok
1
2.
398
M. PIRCH
4. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
1. Na moment wystąpienia i długość trwania poszczególnych stadiów rozwojowych wpływają warunki pogodowe.
2. Ze względu na łagodny przebieg zimy i szybkie jej ustąpienie gatunki wcześniej
rozpoczęły wegetacje w 2009 roku.
3. Na zakwitania roślin ogrodowych, największy wpływ miała temperatura powietrza i opad atmosferyczny miesiąca poprzedzającego wystąpienie lub temperatura powietrza i opad atmosferyczny w momencie pękania paków kwiatowych.
4. Moment wystąpienia kwitnienia ściśle zależy od inicjacji wegetacji.
5. U Malus domestica na wydłużenie okresu kwitnienia w 2009 roku wpływ miała
wyższa średnia temperatura powietrza w momencie pojawiania się pękających
paków kwiatowych.
LITERATURA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
BAC S., KOŹMIŃSKI C., ROJEK M., Agrometeorologia, PWN Warszawa 1993, 141-143.
DOBRZAŃSKI B., ZAWADZKI S., Gleboznawstwo, PWRiL Warszawa 1995, 478-479.
FALIŃSKA K., Ekologia roślin, PWN Warszawa 1997, 328-333.
HARMATA W., Fenologia ogólna, UJ, Kraków 1995, Vol. 29, No. 30, 7-8.
JATCZAK K., BIJAK Sz., Reakcja świata przyrodniczego na zmiany warunków termicznych na
przykładzie brzozy brodawkowatej (Betula pendula Roth), Środowisko w obliczu spodziewanych
zmian klimatu, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Olsztyn, 2008, Vol. 27.
KONDRACKI J., Geografia regionalna Polski, Wyd. 3 uzupełnione, PWN Warszawa 2002, 70-73.
KOSTUCH R., MISZTAL A., Fenologia wybranych gatunków roślin kserotermicznych ze szczególnym uwzględnieniem fazy kwitnienia, Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 2008, Vol. 8,
105-114.
LICZNAR-MAŁAŃCZUK M., Związek pomiędzy temperatura powietrza a fazami fenologicznymi
początku wegetacji i kwitnienia dwóch odmian jabłoni domowej w okolicach Wrocławia, Wyd.
Acta Sci Pol. Hortorum Cultus, 2004, Vol. 3, No. 1, 25-36.
LIPCZYŃSKI W., Zasoby przyrodnicze dorzecza Słupi i Łupawy, Zakład Poligraficzny
GRAWIPOL Słupsk 2005, 10.
MAJKOWSKA-WOJCIECHOWSKA B., WOJCIECHOWSKA A., Aerobiologia-kierunki badań
i wyzwania XIXwieku, Artykuły poglądowe 2008, 143.
NOCNY M., TREJGELL A., TRETYN A., Wpływ światła oraz miejsca jego percepcji na kwitnienie Pharbitis nil, Wyd. Acta Agrobotanica, 2005, Vol. 59, 224.
PISKORZ R., KLIMKO M., Fenologia Impatiens parviflora DC. w silnie prześwietlonym grądzie
środkowoeuropejskim na lokalnym stanowisku w Wielkopolskim Parku Narodowym, Wyd. Akademii Rolniczej im. Augustyna Cieszkowskiego, Poznań 2002, Vol. 47, No. 5, 135-144.
PODBIELKOWSKI Z., Geografia roślin, WSiP Warszawa 1991, 44-46.
RUTKOWSKI L., Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski niżowej, PWN, Warszawa
1998.
Fenologia wybranych gatunków roślin ogrodowych Pojezierza Bytowskiego
399
[15] SAWICKA B., KROCHMAL-MARCZAK B., Wpływ czynników agrometeorologicznych na długość faz rozwojowych bardzo wczesnych i wczesnych odmian ziemniaka, Wyd. Acta Agrophysica,
2005, Vol. 6, No. 1, 225-236.
[16] STRZELCZAK A., Historia fenologii, Gazeta Obserwator, IMGW, 2002, No. 3, 14-15.
[17] TOMANEK J., Meteorologia i klimatologia dla rolników, SGGW, Warszawa, 1956, 222-227.
[18] TRETYN A., KOPCEWICZ A., Genetyczna kontrola kwitnienia roślin okrytonasiennych, Kosmos
Problemy Nauk Biologicznych, 2003, No. 4, 379-398.
[19] WESOŁOWSKI M., KOKOSZKA M., Elementy fenologii chwastnicy jednostronnej w zasiewach
niektórych roślin uprawnych, Wyd. Akademii Rolniczej w Lublinie, Lublin 2007, Vol. 57, No. 2,
266-272.
PHENOLOGY OF SELECTED SPECIES OF GARDEN PLANTS GROWING
IN BYTOVIAN LAKELAND
In 2009 and 2010, in a village of Borzytuchom in Bytovian Lakeland in Pomeranian Province, certain
scientific researches were hold on phenophases of selected species of garden plants such as fruit bushes
and trees. According to every seven days phenological observations, ten selected species were examined
for their phenophases, lasting of the phases were determined and cycle events of the selected plants were
created. There were some differences in the dates of the phenophases and their length of lasting (emergence of leaves and flowers, giving fruit, leaf colouring and fall). The differences were caused by the
weather conditions that occured at that time in the area of the researches. It was confirmed that the most
important factors which influence on initiation and the process of phenophases, especially the earliest
phenophases are an air temperature and amount of rainfall in a month prior to the month when the phenophase occurs. The most homogeneous phase was the date of emergence of flowers. The longest and the
most unstable phase was fruit growing and ripening. Vegetation of the examined plants in 2009 was
characterized by early dates in spring and harmonious process of growing. In 2010, a kind of vegetation
destability was observed. It was caused by some harmful weather conditions such as low average annual
air temperature and very high average annual rainfall. In 2009, all species of fruit bushes and trees had
longer vegetation season. Phenology of garden plants is still insufficiently known and requires further
scientific research as well as introducing their results into functional economic actions.