Określenie optymalnej zawartości składników w organach wskaźniko- wskaźniko-wych roslin buraka

W celu wyznaczenia norm odżywienia buraka cukrowego sodem oraz makro-składnikami zastosowano trzy metody statystyczne, Boundary-line (B-L), DRIS oraz CND. Pierwsza z nich umożliwiła określenie optymalnego przedziału zawar-tości pojedynczych składników, a pozostałe również wzajemnych relacji między tymi składnikami. Ustalenie norm DRIS i CND wymagało wyodrębnienia popula-cji o największych plonach. W tym celu zastosowano metodę Cate-Nelsona (Nel-son i Ander(Nel-son 1977). Podzbiory pól buraka, różniące się wielkością plonu korzeni lub cukru oddzielano od siebie w tzw. punkcie odcięcia. Wartość tego punktu wy-znaczał składnik, którego zawartość najbardziej różniła dwa podzbiory. W bada-niach własnych warunek ten spełniał magnez, a w drugiej kolejności potas. Porów-nywalny wynik dyskryminacyjny otrzymał również Wróbel (1999).

Wartość poszczególnych organów wskaźnikowych w diagnozie stanu odży-wienia roślin zależała od badanego pierwiastka oraz przyjętej metody statystycznej.

Ogonki 5 liścia (BBCH16) pomimo, że odznaczały się dużą wartością diagno-styczną względem potasu i azotu, w mniejszym stopniu nadawały się do oceny za-wartości sodu metodą B-L. Wysoki poziom plonowania buraków zaobserwowano już w przedziale najmniejszych zawartości sodu. Zjawisko to jest efektem ograni-czania zawartości jonów Na⁺ w wiązkach przewodzących i transportowania ich do starszych części roślin (Munns i in. 2002, Tester i Davenport 2003, D’Onofrio i in.

2005). Ta część wskaźnikowa wykazała natomiast diagnostyczną przydatność w tworzeniu norm odżywienia metodą CND. Metoda ta uwzględnia większą liczbę pierwiastków. Z badań własnych wynika, że najlepszą częścią wskaźnikową dla diagnozy zawartości sodu, zarówno w oparciu o metodę B-L oraz CND, są blaszki 5 liścia. Świadczą o tym duże wartości współczynnika determinacji dla linii gra-nicznych oraz największa wartość ilorazu F dla wartości krytycznej I²_Na, oddziela-jącej plantacje o małych i dużych plonach cukru. Zdolność rośliny do utrzymania stałego stosunku K/Na w najmłodszych częściach (Lawlor i Milford 1973) prowa-dzi jednak do zmniejszenia się siły związku pomiędzy zawartością sodu w części wskaźnikowej i zawartością sodu w glebie. Względnie starsze części rośliny, w ba-daniach własnych, reprezentowane przez liście ogółem w fazie BBCH16, były lep-szym organem wskaźnikowym zasobności gleby w sód (Nowosielski 1988). Dla tej części wskaźnikowej uzyskano także duże wartości dopasowania linii granicznych.

Jednakże, liście ogółem okazały się mniej przydatne do diagnozy stanu odżywienia buraka sodem, co potwierdza nie istotna wartość ilorazu F rozdziału obiektów wy-soko- i niskoplonujących w oparciu o indeksy I²Na.

Spośród testowanych części wskaźnikowych, blaszki młodych liści pobierane w fazie BBCH43 były najbardziej przydatne dla przeprowadzenia oceny stanu od-żywienia roślin za pomocą kompleksowych indeksów CND_r². W tej fazie, istotną rolę w kształtowaniu plonu cukru buraka odgrywały indeksy zawartości azotu, fos-foru, jak również sodu.

Zastosowane w badaniach własnych metody statystyczne umożliwiły ustalenie optymalnych zawartości sodu na porównywalnym poziomie. Niewielka różnica wynikała z faktu, że przy tworzeniu norm CND analizowano większą liczbę obiek-tów niż przy metodzie B-L. W związku z tym, po uwzględnieniu odchylenia stan-dardowego, zakres zawartości optymalnych sodu uzyskany metodą CND jest nie-znacznie mniejszy (tab.49).

Tabela 49. Optymalna zawartość sodu w częściach wskaźnikowych buraka cukro-wego

Table 49. Optimal sodium content in plant indicatory organs of sugar beet Zawartość, Content (g Na kg^-1)

Część wskaźnikowa /faza wzrostu Plant part/ growth stage

Wg metody B-L Accord. to B-L

method

Wg metody CND Accord. to CND

method

Normy CND CND norms (V^*Na ±SD) Ogonki 5 liścia,

Petioles of 5th leaf;

BBCH16 1,0 – 8,3 4,3 ±2,7 -1,036 ±0,513 Blaszki 5 liścia,

Blades of 5th leaf;

BBCH16

5,6 – 13,0 7,4 ±3,4 -1,028 ±0,362 Liście ogółem,

Total leaves; BBCH16 7,2 – 19,5 10,7 ±4,8 -0,837 ±0,436 Liście wskaźnikowe,

Leaves BBCH43 3,7 – 12,0 7,2 ±3,9 -1,065 ±0,464 Skład chemiczny liści wskaźnikowych buraka cukrowego w fazie BBCH43 można ocenić na podstawie norm odżywienia zawartych w pracach Bergmanna (1992) oraz Haneklaus i Schnuga (1996). Wymienione prace nie zawierają jednak norm odżywienia buraka sodem. Z kolei praca Haneklaus i in. (1998) odnosi się tylko do zawartości potasu i sodu. W porównaniu do danych zawartych w tej pra-cy, krytyczna zawartość potasu w badaniach własnych, kształtowała się na zbliżo-nym poziomie (ok. 35 g K kg^-1), lecz w przypadku sodu na niższym (3,7 względem 6 g Na kg^-1). Według norm własnych udział obiektów o zawartościach składników mniejszych niż krytyczne wynosił odpowiednio 16% dla K i 27% dla Na. Czyli bu-rak cukrowy wykazywał gorsze odżywienie sodem niż potasem. Zbliżony rezultat stwierdzono również w Niemczech (Haneklaus i in. 1998). Najbardziej interesują-cy jest fakt, że optymalna relacja K/Na w liściach buraka była zbliżona w obu kra-jach i wynosiła 5,6-5,8:1. Uwzględniając tą wartość, udział próbek roślinnych o niekorzystnym stosunku K/Na w liściach okazał się równie duży, jak w Niemczech i wynosił około 60%.

Największe znaczenie relacji sodu względem potasu, jak również pozostałych składników stwierdzono w fazie BBCH16. Wynikało to najprawdopodobniej z fak-tu, że części wskaźnikowe w tej fazie wzrostu są lepszym wskaźnikiem zasobności gleby w sód niż w fazie BBCH43. Rośliny buraka wytwarzające największe plony

cukru charakteryzowały się ogólnie węższymi stosunkami Mg/Na, Ca/Na oraz P/Na (ogonki i blaszki 5 liścia). W odniesieniu do liści ogółem, w fazie BBCH16, szczególnie duże znaczenie plonotwórcze wykazał stosunek N/K, gdyż niedobór potasu względem azotu ograniczał plon cukru. Jednak drugą najważniejszą relacją plonotwórczą okazał się stosunek N/Na. Generalnie, plantacje wysokoplonujące odznaczały się węższym stosunkiem K/Na w częściach wskaźnikowych. Znaczenie tej relacji dla przyszłego plonu cukru technologicznego było największe w fazie BBCH16. Z kolei w fazie BBCH43 zanotowano odwrotną tendencję, tj. odpowied-ni stosunek K/Na w liściach w większym stopodpowied-niu ograodpowied-niczał plon korzeodpowied-ni odpowied-niż plon cukru. Jednak w fazie BBCH43 największy wpływ na plonowanie buraka wywie-rała odpowiednia proporcja N/P i K/P. Minimalne wartości obu tych stosunków dla podzbioru buraka wysokoplonującego wynosiły odpowiednio 10,4 i 11,4. Dla po-równania Baier (1985) podaje optymalną wartości N/P w szerokim zakresie, jak 7,3 – 15,4. Z kolei optymalny stosunek N/Ca+Mg w badaniach własnych wynosił 3,3 – 5,7 i był zbliżony do uzyskanego w doświadczeniach ścisłych: 4,3 – 5,3 (Bar-łóg i Grzebisz 2004a, 2004b).

Przeprowadzone badania wskazują, że wysoki poziom plonowania buraka można osiągnąć tylko przy określonej relacji zawartości sodu względem pozosta-łych składników pokarmowych. Istotnym zagadnieniem jest zatem sposób oceny stanu odżywienia buraka cukrowego. W tabeli 50 zestawiono wartości współczyn-ników R² oraz ilorazu F dla analizy wariancji między obiektami nisko i wysoko-plonującymi, rozdzielonymi wartościami krytycznymi I²_Na. Wartości R² krzywych regresji były ogólnie małe, lecz trzeba mieć na uwadze fakt, że wyznaczono je dla roślin buraka uprawianych w zróżnicowanych warunkach środowiskowych i agro-technicznych (obserwacje naukowe).

Tabela 50. Plon cukru technologicznego jako funkcja zawartości sodu oraz warto-ści indeksów uzyskanych metodą DRIS i CND

Table 50. White sugar yield as a function of sodium contents and indexes values obtained by DRIS and CND method

Współczynniki R² regresji R² coefficients of regression

(n=41)

Wartości F podzia-łu dla krytycznej

wartości I²Na

Division F value for critical I²Na

value Faza wzrostu

Growth stage

Funkcja

Function Zawartość Content INa

DRIS INa

CND DRIS CND Blaszki 5 liścia, Blades

of 5th leaf (BBCH16) 2° 0,12 0,16* 0,16* 5,33* 6,54*

Liście wskaźnik.,

Indi-cat. leaves BBCH43 2° 0,02 0,06 0,04 1,42 4,63*

* , ** , *** - poziom istotności odpowiednio dla p≤ 0,05; 0,01; 0,001

* , ** , *** - significant level for p≤ 0,05; 0,01; 0,001; respectively

Dla doświadczeń ścisłych wartości R² z reguły prezentują się na poziomie zde-cydowanie większym (dane nie publikowane). Jak wynika z danych zamieszczo-nych w tabeli 50, indeksy zawartości sodu (I²Na) uzyskane metodą CND w więk-szym stopniu tłumaczyły różnice w plonie cukru buraka niż indeksy otrzymane metodą DRIS. Wynik ten jednoznacznie wskazuje że indeksy CND są lepszą miarą zbilansowania składników pokarmowych w roślinie niż indeksy DRIS (Khiari i in.

2001c).