Wpływ terminu siewu gorczycy białej Sinapis alba L. na plon nasion, biomasy zielonej oraz na zawartość glukozynolanów

1. Wpływ terminu siewu gorczycy białej Sinapis alba L. na plon nasion, biomasy zielonej oraz na zawartość glukozynolanów Główne założeniapracy doktorskiej dr inż. Wioletta Kisielewska Promotor pracy doktorskiej: dr hab. inż. Grażyna Harasimowicz-Hermann prof. nadzw. UTP

2. Cel badań Celem badań było określenie wpływu terminu siewu gorczycy białej odmiany ‘Nakielska’ na: • rozwój roślin, • architekturęłanu, • plon nasion, • plon biomasy wegetatywnej. Badania miały wyjaśnić, jakie opóźnienie wysiewu gorczycy białejuprawianej na nasiona czy na zielonkę, w stosunku do terminuoptymalnego wskazanego w zaleceniach agrotechnicznych jestmożliwe, na które roślina zareaguje tylko spadkiem plonu,a który należy uznać za progowy dla plonu nasion czy biomasywegetatywnej.

3. Hipoteza badawcza Hipoteza badawcza zakładała, że jednym z istotnych czynników kształtujących wielkość i jakość plonu gorczycy białej jest termin siewu. Należało sądzić, żegorczyca biała jako roślina dnia długiego o silnej reakcji fotoperiodycznej zareaguje na opóźnienie terminu siewu, w stosunku do wczesnowiosennego, przyspieszeniem kwitnienia i obniżeniem plonu nasion. Przy uprawie na zielonkę termin siewu wpłynie na produktywność biomasy wegetatywnej, a późno letnie czy jesienne siewy zadecydują o ilości zgromadzonych w plonie składników mineralnych i funkcji gorczycy białej w ochronie gleb i wód przed migracją biogenów.

4. Metodyka - charakterystyka stanowiska Doświadczenie polowe przeprowadzono w latach 2005-2007 w Stacji Badawczej Wydziału Rolniczego Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego im. J.J Śniadeckich w Bydgoszczy, w miejscowości Mochełek woj. kujawsko – pomorskie, położonej na szerokości geograficznej 53°12'N i długości geograficznej17°51'E,na glebie płowej zaliczanej do klasy bonitacyjnej IV a, przedplonem dla gorczycy białej był jęczmień jary.

5. Metodyka – schemat doświadczenia Doświadczenie założono jako jednoczynnikowe, w układzielosowanych bloków, w czterech powtórzeniach. Czynnikiem zmiennym w doświadczeniu był termin siewu, gorczycę białą wysiewano od kwietnia do połowy września co siedem dni.

6. Terminy uprawy na nasiona

7. Terminy uprawy na zielonkę

8. Metodyka – obserwacje i pomiary polowe Uprawa na nasiona i zielonkę • w trakcie wegetacji przeprowadzono obserwacje początku i końca faz rozwojowych (daty), • obliczono obsadę gorczycy białej w sztukach na 1m2 po pełni wschodówi ponownie przed zbiorem oraz na tej podstawie obliczono ubytek roślin (%) w trakcie wegetacji, • określono polową zdolność wschodów (%) z proporcji liczby nasion wysianych na 1m2 i liczby roślin, które wzeszły,

9. Metodyka – obserwacje i pomiary polowe Uprawa na nasiona • bezpośrednio przed zbiorem na próbie 20 roślin z powtórzenia ustalono: • wysokość (cm) i przeliczono na średnią wysokość 1 rośliny, • liczbę rozgałęzień pierwszego • i dalszych rzędów, • liczbę łuszczyn na pędzie głównym • i pędach bocznych (sztuk na 1 roślinie), • średnią liczbę nasion w 1 łuszczynie • z pędu głównego i pędów bocznych; • po zbiorze nasion określono: • plon nasion (t.ha-1) (przeliczono plon o wilgotności rzeczywistej na jednolitą wilgotność 13%), • plon słomy (t.ha-1 s.m.) • MTN (g)

10. Metodyka – obserwacje i pomiary polowe Uprawa na zielonkę • przed zbiorem roślin określono: • fazę rozwoju, • wysokość (w cm); • po zbiorze zielonki ustalono: • plon świeżej masy (t.ha-1), • plon suchej masy (t.ha-1), • strukturę plonu (%);

11. Metodyka – analizy chemiczne • W roślinach zbieranych na nasiona jak i na zielonkę oznaczono całkowitą zawartość (g.kg-1): • azotu (N), • fosforu (P), • potasu (K), • wapnia (Ca), • magnezu (Mg), • węgla (C) *. • W oparciu o otrzymane wyniki obliczono pobranie tych składników z plonem nasion, masą słomy i zielonki. • Dodatkowo w nasionach gorczycy białej określono zawartość: • glukozynolanów (μM·g-1 s.m.) * • oleju (tłuszczu surowego) (%) * . * badania finansowane z grantu promotorskiego PB 3053/B/PO1/2008/334

12. Metodyka – analiza statystyczna Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej w programie Statistica. Przeprowadzono: • analizę wariancji, dla określenia różnic między terminami siewu, • analizę korelacji, dla zdefiniowania związku między: • terminem siewu i warunkami meteorologicznymi, • terminem siewu i elementami struktury plonu, • plonem i elementami struktury plonu, • analizę regresji, dla oceny związku między plonem a terminem siewu oraz plonem i warunkami meteorologicznymi.

13. Średnie temperatury i sumy opadów w okresie od kwietnia do października w latach 2005 - 2007

14. Wyniki - uprawa na nasiona

15. Wpływ terminu siewu na warunki wegetacji gorczycy białej w latach 2005-2007 Rośliny siane później charakteryzowały się krótszym okresem od formowania rozety liściowej do końca pąkowania, ten etap rozwoju odbywał się przy pogarszającym się współczynniku hydrotermicznym i krótszym dniu Dojrzewanie roślin z kolejnych terminów siewu odbywało się w niższej temperaturze i przy mniejszej ilości opadów Wschody roślin z późniejszych terminów siewu odbywały się w krótszym czasie, w wyższej temperaturze i przy skracającym się dniu Udowodniono istotny wpływ opóźniania terminu siewu na ograniczenie liczby dni wegetacji i sumy godzin dnia

16. Plon nasion gorczycy białej w latach 2005-2007

17. Wpływ terminu siewu na plon nasion gorczycy białej w latach 2005-2007 Plon nasion t.ha-1 y = 1,424-0,012x, r = -0,686, x – liczba dni od daty 01 kwietnia w kolejnych latach

18. Wpływ warunków meteorologicznych w okresie wegetacji na plon nasion gorczycy białej w latach 2005-2007 x1 – liczba dni okresu; x2 – suma średniej dobowej temperatury powietrza w okresie (oC); x3 – suma dobowych opadów w okresie (mm); x4 – współczynnik hydrotermiczny K okresu; x5 – suma godzin dnia w okresie

19. Związek między terminem siewu i plonem nasion, a elementami struktury plonu Korelacja silna 0,7 < r < 0,9 r - współczynnik korelacji Pearsona Termin siewu Plon długość pędu głównego r = -0,797 obsada roślin przed zbiorem r = 0,759

20. Związek między terminem siewu i plonem nasion, a elementami struktury plonu Korelacja średnia 0,4 < r < 0,7 r - współczynnik korelacji Pearsona liczba nasion w łuszczynie pędów bocznych r = 0,656 liczba nasion w łuszczynie pędów bocznych r = -0,546 liczba nasion w łuszczynie na pędzie głównym r = 0,685 liczba nasion w łuszczynie na pędzie głównym r = -0,524 liczba łuszczyn na pędzie głównym r = 0,476 Termin siewu Plon liczba łuszczyn na pędzie głównym r = -0,488 długość pędu głównego r =0,479 ubytki roślin w trakcie wegetacji r = - 0,626 ubytki roślin w trakcie wegetacji r = 0,442 polowa zdolność wschodów r = -0,687 obsada roślin przed zbiorem r = - 0,554 obsada roślin po wschodach r = 0,535 polowa zdolność wschodów r = 0,668

21. Związek między terminem siewu i plonem nasion, a elementami struktury plonu Korelacja słaba 0,2 < r < 0,4 r - współczynnik korelacji Pearsona Termin siewu Plon Liczba rozgałęzień dalszych rzędów r = 0,395 Liczba rozgałęzień dalszych rzędów r = - 0,339

22. Wyniki - uprawa na zielonkę

23. Wpływ terminu siewu na warunki wegetacji gorczycy białej uprawianej na zielonkę w latach 2005-2007 Opóźnianie terminu bardzo istotnie związane było ze skracaniem okresu wegetacji. Wzrost roślin z kolejnych zasiewów odbywał się przy obniżającej się temperaturze, ilości opadów, pogarszającym się współczynniku K oraz stopniowo krótszym dniu

24. Plon zielonki i zawartość suchej masy gorczycy białej w latach 2005-2007

25. Plon suchej masy gorczycy białej w latach 2005-2007

26. Wpływ terminu siewu na strukturę plonu zielonki gorczycy białej w latach 2005-2007 udział masy kwiatostanów w suchej masie plonu zielonki r = -0,612 udział masy pędów w suchej masie plonu zielonki r = - 0,316 Termin siewu udział suchej masy w plonie zielonki r = - 0,845 udział masy liści w suchej masie plonu zielonki r = 0,865 r – współczynnik korelacji Pearsona

27. Wpływ terminu siewu na strukturę plonu zielonki gorczycy białej w latach 2005-2007 udział masy kwiatostanów w suchej masie plonu zielonki r = 0,442 udział masy łodyg w suchej masie plonu zielonki r = 0,445 Plon suchej masy zielonki udział masy liści w suchej masie plonu zielonki r = - 0,787 r – współczynnik korelacji Pearsona

28. Pobranie azotu, fosforu i potasu z plonem zielonki gorczycy białej w latach 2005-2007

29. Wnioski • Najwyższe plony nasion gorczycy białej otrzymano z siewów przeprowadzonych od pierwszejdekady kwietnia do pierwszej dekady maja. Opóźnienie siewu o 1 dzień powodowało spadek plonu o 0,012 t.ha-1. Gorczyca biała siana od drugiej dekady maja do połowy czerwca wydawała systematycznie niższe plony nasion, ale jeszcze na poziomie opłacalności, natomiast uprawa gorczycy białej na nasiona po tym terminie była nieopłacalna.

30. Wnioski • W miarę opóźniania siewu gorczycy białej odmiany ‘Nakielska’, w terminach przewidzianych na uprawę jej na nasiona, następowało istotne skrócenie okresu wegetacji roślin. Było to spowodowane przyspieszaniem wschodów i skróceniem czasu formowania rozety liściowej oraz wydłużania pędu. W im krótszym dniu po dniu przesilenia letniego następowało przechodzenie roślin w kolejną fazę rozwojową, tym ubytek plonu był wyższy.

31. Wnioski • Obniżanie plonu nasion gorczycy białej w miarę opóźniania siewu następowało wskutek pogorszenia się polowej zdolności wschodów, mniejszego zagęszczenia łanu przed zbiorem oraz zmian pokroju roślin wyrażających się skróceniem pędu głównego, skłonnością do formowania liczniejszych odgałęzień bocznych, zmniejszeniem ilości łuszczyn na pędzie głównym i bocznym i liczby nasion w łuszczynach.

32. Wnioski • Jakość nasion gorczycy białej nie miała regularnego związku z terminem siewu roślin – zawartości tłuszczu surowego, glukozynolanów i makroskładników podlegały niewielkim zmianom, które zależały od przebiegu pogody w okresie formowania nasion.

33. Wnioski • Najwyższy plon zielonki i suchej masy gorczycy białej zebrano z roślin wysianych od końca pierwszej do połowy trzeciej dekady sierpnia. Istotnie niższe plony zielonki i suchej masy wydały rośliny siane po 10 września. Niski plon biomasy i pobranie niewielkiej ilości składników mineralnych wskazują, że taka okrywa roślinna nie ochroni skutecznie gleby i wód gruntowych przed migracją biogenów.

34. Wnioski • Wzrost i plonowanie gorczycy białej z zasiewów od końca sierpnia i późniejszych ograniczały systematycznie obniżająca się temperatura, mniejsza ilość opadów i pogarszający się współczynnik K oraz stopniowo krótszy dzień.

35. Wnioski • Wielkość pobrania składników mineralnych z plonem zielonki różnicowana była głównie przez jego wysokość zależną od terminu siewu roślin, a nie wynikała ze zmian ich zawartości.