PROGRESS IN PLANT PROTECTION/POSTĘPY W OCHRONIE ROŚLIN 53 (3) 2013
Effect of nitrogen fertilization on health status of some winter wheat
cultivars grown on light soil
Wpływ nawożenia azotem na zdrowotność wybranych odmian
pszenicy ozimej uprawianych na glebie lekkiej
Mariusz Piekarczyk1, Grzegorz Lemańczyk2
Summary
In a field experiment carried out in 2008–2010, in Mochełek (53°13' N, 17°51' E) near Bydgoszcz on good rye complex, the effect of nitrogen fertilization (40, 80, 120, 160 kg N/ha) on the infection caused by winter wheat plant pathogens on cultivars: Bogatka, Nutka, Kris, Tonacja was evaluated. The study found that the health status of winter wheat grown on sandy soil depended significantly on nitrogen fertilization and to a lesser extent on the cultivars. Disease severity increased along with higher doses of nitrogen fertilization. Most symptoms of leaf blotch (Mycosphaerella graminicola) and Fusarium leaf (Fusarium spp.) were found on Kris cultivar.
Key words: winter wheat cultivars, diseases, fungi, nitrogen fertilization Streszczenie
W doświadczeniu polowym, przeprowadzonym w latach 2008–2010, w Mochełku (53°13’ N; 17°51’ E) koło Bydgoszczy na glebie kompleksu żytniego dobrego oceniano wpływ nawożenia azotem (40, 80, 120, 160 kg N/ha) na porażenie przez patogeny roślin pszenicy ozimej odmian: Bogatka, Nutka, Kris, Tonacja. Stwierdzono, że zdrowotność pszenicy ozimej uprawianej na glebie lekkiej zależała statystycznie istotnie od nawożenia azotowego, w mniejszym stopniu od odmiany. Wraz ze zwyżką dawki nawożenia azotowego następował wzrost nasilenia występowania chorób. Najwięcej objawów septoriozy paskowanej liści pszenicy (Mycosphaerella graminicola) i fuzariozy liści (Fusarium spp.) stwierdzono na odmianie Kris.
Słowa kluczowe: odmiany pszenicy ozimej, choroby, grzyby, nawożenie azotem
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy Kordeckiego 20, 85-225 Bydgoszcz
1
Katedra Podstaw Produkcji Roślinnej i Doświadczalnictwa mapiek@utp.edu.pl
2 Zakład Fitopatologii Molekularnej
Institute of Plant Protection – National Research Institute Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 53 (3): 494-497
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 53 (3) 2013 495 Wstęp / Introduction
W niekorzystnych warunkach glebowych efekty produkcyjne uprawy pszenicy ozimej w dużym stopniu zależą od innych czynników, w tym przedplonu i prze-biegu pogody (Rudnicki 2005; Piekarczyk 2010). Korzystny rozkład opadów w okresie wegetacji zwiększa efektywność nawożenia azotem, co znacząco wpływa na zdrowotność roślin oraz wielkość i jakość plonu ziarna pszenicy (Podolska i Sułek 2002; Fotyma 2003). Ważnym elementem produkcji ziarna na cele konsumpcyjne jest także wybór odmian o genetycznie utrwalonej wysokiej jakości technologicznej ziarna (COBORU 2008, 2009). Cechy te w warunkach produkcyjnych ujawniają się jednak w różnym stopniu, zależnym od czynników siedliskowych i agrotechnicznych (Podolska i Sułek 2002; Mazurkiewicz i Bojarczyk 2004). O ile działanie nawożenia azotowego na porażenie przez patogeny pszenicy ozimej można uznać za dobrze rozpoznane (Głazek i wsp. 1999; Yoshida i wsp. 2008; Lemańczyk i Piekarczyk 2010), o tyle koniecznym wydaje się określenie jego wpływu na aktualnie uprawiane odmiany, zwłaszcza w mniej korzystnych warunkach glebowych.
Celem badań było określenie wpływu nawożenia azotem na zdrowotność kilku zróżnicowanych pod wzglę-dem cech rolniczo-użytkowych odmian pszenicy ozimej uprawianej na glebie lekkiej.
Materiały i metody / Materials and methods
Badania prowadzono w latach 2008–2010, w Stacji Badawczej w Mochełku, należącej do Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, na glebie płowej o składzie piasku gliniastego lekkiego i mocnego, klasy bonitacyjnej IVa, kompleksu żytniego dobrego. Doświadczenie ścisłe, dwuczynnikowe założono w ukła-dzie równoważnych podbloków, w czterech powtórzeniach o powierzchni poletek 6 m × 3 m = 18 m2. Pszenicę ozimą
wysiewano po rzepaku ozimym w gęstości 5,0 mln kiełku-jących ziaren/ha. Ziarno zaprawiano zaprawą Raxil 02 DS (tebukonazol). Nawozy fosforowy i potasowy stosowano jesienią przed siewem w ilości 35 kg P/ha i 83 kg K/ha. Saletrę amonową wysiewano jednorazowo wiosną (BBCH 21–23) lub w dawkach dzielonych: w momencie ruszenia wegetacji (BBCH 21–23), w fazie strzelania w źdźbło (BBCH 31–33) oraz w fazie kłoszenia (BBCH 50–52), stosownie do przyjętego schematu doświadczenia.
Czynnikami doświadczenia były: I. odmiana: Bogatka (grupa B – chlebowa), Nutka (grupa B – chlebowa), Kris (grupa B – chlebowa), Tonacja (grupa A – jakościowa) oraz II. nawożenie azotowe: 40 kg N/ha, 80 kg N/ha (50 + 30), 120 kg N/ha (60 + 40 + 20), 160 kg N/ha (70 + 50 + 40).
Chemiczne odchwaszczanie preparatem Huzar 05 WG (jodosulfuron metylosodowy + mefenpyr dietylu) wykony-wano wiosną po ruszeniu wegetacji pszenicy ozimej (BBCH 27–29). Choroby grzybowe zwalczano preparatem Alert 375 SC (flusilazol + karbendazym) w końcu fazy strzelania w źdźbło (BBCH 47–49). Ocenę zdrowotności przeprowadzono w fazie dojrzałości mlecznej ziarna pszenicy (BBCH 73–75) zgodnie z wytycznymi EPPO
(European and Mediterranean Plant Protection Organiza-tion). Szacowano procent porażonej powierzchni liści (flagowego i podflagowego) oraz kłosów przez grzyby. Uzyskane wyniki opracowano statystycznie. Wykonano analizę wariancji stosownie do przyjętego schematu doświadczenia, a syntezę badań przeprowadzono w mo-delu mieszanym. Do obliczeń wykorzystano pakiet progra-mów statystycznych FR – ANALWAR 5. Istotność różnic pomiędzy średnimi obiektowymi wielkościami analizowa-nych cech szacowano testem Tukeya na poziomie istot-ności p = 0,05.
Wyniki i dyskusja / Results and discussion Na ocenianych liściach pszenicy ozimej w najwięk-szym nasileniu, średnio na 13,5% ich powierzchni, wy-stępowały objawy septoriozy paskowanej (tab. 1). Spośród ocenianych odmian najwięcej symptomów septoriozy paskowanej liści pszenicy (Mycosphaerella graminicola) stwierdzono na odmianie Kris (15,26%), a najmniej na odmianach Tonacja (12,66%) i Nutka (12,94%). Zwięk-szanie dawki nawożenia azotowego w zakresie od 40 do 160 kg N/ha powodowało systematyczny i udowodniony wzrost powierzchni liści pszenicy ozimej z objawami tej choroby.
W przeprowadzonym eksperymencie, w znacznie mniejszym natężeniu obserwowano rdzę brunatną (3,94%). Nasilenie występowania na liściach poszczególnych odmian pszenicy objawów rdzy brunatnej (Puccinia
triticina) nie było istotnie zróżnicowane (tab. 1). Istotne
zwiększenie porażenia liści tym patogenem stwierdzono dopiero w dawkach 120 i 160 kg N/ha.
Występowanie objawów mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis) odnotowano średnio na 1,13% ocenianej powierzchni liści pszenicy (tab. 1). Wystę-powanie tej choroby było podobne u porównywanych odmian. Istotny wzrost porażenia przez B. graminis zanotowano dla dawek 80 i 160 kg N/ha (Kris, Tonacja) oraz przy dawkach 120 i 160 kg N/ha.
Obserwowana na liściach pszenicy brunatna plamistość (Pyrenophora tritici-repentis) wystąpiła średnio na 0,13% ich powierzchni (tab. 1). W badaniach nie stwierdzono istotnych różnic nasilenia objawów tej choroby u poszcze-gólnych odmian pszenicy i dawek nawożenia azotowego.
Objawy fuzariozy liści (Fusarium spp.) stwierdzono tylko w 2009 roku średnio na 2,51% ich powierzchni (tab. 1). W największym stopniu porażona była odmiana Kris (3,50%). Zwiększenie nawożenia azotem z poziomu 80 do 120 kg N/ha powodowało wzrost porażonej powierzchni liści, istotny pomiędzy dawkami 40, 80 a 120 i 160 kg N/ha. Stosunkowo najbardziej wrażliwa na wzrost dawki azotu była odmiana Kris.
Na kłosach pszenicy zaobserwowano septoriozę plew (Phaeosphaeria nodorum) (3,78%). Jej występowanie nie było istotnie zależne od odmiany, zwiększało się jednak wraz ze wzrostem dawki azotu (tab. 1).
W 2009 roku średnio na 0,91% powierzchni kłosów zidentyfikowano również fuzariozę (Fusarium spp.). Jej występowanie nie zależało od odmiany, lecz zwiększało się wraz ze zwiększaniem nawożenia azotowego (tab. 1). W przypadku tej choroby nie stwierdzono istotnego współ-
Effect of nitrogen fertilization on health of wheat cultivars / Wpływ nawożenia azotem na zdrowotność odmian pszenicy
496
Tabela 1. Średni procent powierzchni liści i kłosów pszenicy ozimej z objawami chorobowymi w zależności od odmiany i nawożenia azotem (2008–2010)
Table 1. Average percentage of leaf and head surface of winter wheat with disease symptoms depending on cultivar and nitrogen fertilization (2008–2010)
Dawka nawożenia azotowego Dose of nitrogen fertilization [kg/ha] Odmiana
Cultivar
40 80 120 160 Średnio
Mean Septorioza liści – M. graminicola
Bogatka 8,45 ABa1 12,73 b 13,38 Ab 18,43 ABc 13,25 AB
Nutka 8,13 AB 10,72 b 16,12 Bb 16,77 Ab 12,94 A
Kris 10,72 Ba 12,77 b 17,95 Bc 19,58 Bc 15,26 B
Tonacja 8,00 Aa 12,37 b 13,65 Ab 16,62 Ac 12,66 A
Średnio – Mean 8,83 a 12,15 b 15,28 c 17,85 d 13,52
Rdza brunatna – P. triticina
Bogatka 1,96 2,03 3,97 4,74 3,18
Nutka 2,08 3,20 6,86 6,60 4,69
Kris 3,01 4,20 5,53 6,98 4,93
Tonacja 1,07 2,33 3,41 5,11 2,98
Średnio – Mean 2,03 a 2,94 a 4,94 b 5,86 b 3,94
Mączniak prawdziwy – B. graminis
Bogatka 0,58 a 0,84 ab 1,03 bc 1,36 c 0,95
Nutka 0,95 a 0,92 ab 1,18 bc 1,37 c 1,11
Kris 0,73 a 1,07 b 1,37 b 1,25 b 1,11
Tonacja 0,96 a 1,40 b 1,59 b 1,46 b 1,36
Średnio – Mean 0,81 a 1,06 b 1,29 c 1,36 c 1,13
Brunatna plamistość liści – P. tritici-repentis
Bogatka 0,11 0,12 0,22 0,19 0,16
Nutka 0,00 0,04 0,12 0,15 0,08
Kris 0,09 0,11 0,13 0,12 0,11
Tonacja 0,00 0,10 0,27 0,24 0,15
Średnio – Mean 0,05 0,09 0,19 0,18 0,13
Fuzarioza liści – Fusarium spp.2
Bogatka 0,78 a 1,22 a 2,66 Ab 2,89 Ab 1,89 A
Nutka 1,00 a 1,89 a 3,11 ABb 3,33 ABb 2,33 A
Kris 1,89 a 2,78 a 4,55 Bb 4,78 Bb 3,50 B
Tonacja 0,89 a 2,22 ab 2,56 Ab 3,56 ABb 2,31 A
Średnio – Mean 1,14 a 2,03 a 3,22 b 3,64 b 2,51
Septorioza plew – P. nodorum
Bogatka 3,28 a 3,98 c 3,43 b 4,70 d 3,85
Nutka 2,97 a 3,58 c 3,58 c 3,36 b 3,37
Kris 4,65 a 4,69 ab 4,73 bc 5,50 c 4,89
Tonacja 2,07 a 3,00 b 3,36 c 3,56 d 3,00
Średnio – Mean 3,24 a 3,81 b 3,78 b 4,28 c 3,78
Fuzarioza kłosów – Fusarium spp.2
Bogatka 0,73 0,83 1,04 1,08 0,92
Nutka 0,59 0,93 0,97 0,76 0,81
Kris 0,66 1,16 1,16 2,12 1,28
Tonacja 0,36 0,48 0,91 0,71 0,62
Średnio – Mean 0,58 a 0,85 ab 1,02 ab 1,17 b 0,91
1wartości oznaczone różnymi literami różnią się od siebie istotnie (duże litery oznaczają istotny wpływ odmiany, małe istotny wpływ nawożenia
azotowego – means followed by different letters differed significantly (capital letters indicate a significant effect of cultivar, lower-case letters indicate a significant effect of nitrogen fertilization)
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 53 (3) 2013 497
działania odmian pszenicy ozimej z dawką wnoszonego do gleby azotu.
Nawożenie azotem bardzo korzystnie wpływa na wzrost masy wegetatywnej i generatywnej pszenicy ozimej, umożliwiając osiąganie dużych plonów ziarna o wysokiej jakości technologicznej (Podolska i Sułek 2002; Fotyma 2003; Piekarczyk i wsp. 2011). Jednak stosowanie intensywnego nawożenia tym pierwiastkiem skutkuje wytwarzaniem u roślin pszenicy tkanek deli-katniejszych, bardziej podatnych na infekcje patogenami (Lemańczyk i Piekarczyk 2010). Nawożenie może wpływać na nasilenie chorób również w sposób pośredni. Prawdopodobnie lepiej odżywione rośliny zapewniały korzystniejsze warunki dla rozwoju patogenów rozwija-jących się na liściach i kłosach. Może to być szczególnie ważne w uprawach pszenicy na glebach słabszych, gdyż zwłaszcza w takich warunkach łan jest mniej zwarty, co nie sprzyja występowaniu chorób. Tego typu efekt obserwuje się głównie przy braku lub zmniejszonych dawkach nawożenia azotem. W zwartych łanach temperatura jest bardziej jednolita, panuje wyższa wilgotność powietrza, a na liściach utrzymuje się dłużej woda, co znacznie sprzyja porażeniu roślin przez patogeny (Walters 2009). W takiej sytuacji wskazana jest zwięk-szona ochrona fungicydowa (Jankowski i wsp. 2010).
W produkcji roślinnej ważne jest wysiewanie odmian pszenicy charakteryzujących się większą odpornością na porażenie przez grzyby (Wojtala i Parylak 2011). Odmiany różnią się wrażliwością na poszczególne choroby, jednakże wahania stopnia porażenia nie są duże, najczęściej nie przekraczające 1 punktu w 9-stopniowej skali (COBORU 2007, 2009). Zdrowotność poszczególnych odmian psze-nicy ozimej zależna jest bardzo istotnie od warunków śro-dowiskowych, przede wszystkim atmosferycznych (Cham-peil i wsp. 2004; Jaczewska-Kalicka 2006; Wojtala i Pa-rylak 2011; Weber i wsp. 2012).
Wnioski / Conclusions
1. Zdrowotność pszenicy ozimej uprawianej na glebie lekkiej zależała statystycznie istotnie od nawożenia azotowego, w mniejszym stopniu od odmiany.
2. Wraz ze zwyżką dawki nawożenia azotowego następo-wał wzrost nasilenia występowania chorób. Najwięcej objawów septoriozy liści (M. graminicola) i fuzariozy liści (Fusarium spp.) stwierdzono na odmianie Kris.
Literatura / References
Champeil A., Doré T., Fourbet J.F. 2004. Fusarium head blight: epidemiological origin of the effects of cultural practices on head blight attacks and the production of mycotoxins by Fusarium in wheat grains. Plant Sci. 166: 1389–1415.
COBORU 2007, 2009. Wyniki porejestrowych doświadczeń odmianowych. Zboża ozime. Słupia Wielka, s. 53; 67 ss. COBORU 2008, 2009. Lista opisowa odmian. Rośliny rolnicze. Cz. I, Zbożowe. Słupia Wielka, s. 144; 152 ss.
Fotyma E. 2003. Porównanie produktywności pszenicy ozimej uprawianej w różnych warunkach agroekologicznych. Fragm. Agron. 3 (79): 98–114.
Głazek M., Krzyzińska B., Sikora H. 1999. Wpływ poziomu nawożenia azotowego na porażenie pszenicy ozimej przez choroby grzybowe w 3-letnich doświadczeniach w rejonie Górnego Śląska. [Influence of nitrogen fertilization on the infection level of winter wheat with fungal diseases in three-years experiment in the region Upper Silesia]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 39 (2): 813–817.
Jaczewska-Kalicka A. 2006. Zmienność nasilenia rozwoju chorób grzybowych pszenicy ozimej w latach 2001–2005. [Variation in the the intensity of fungal disease development on Winter wheat In the years 2001–2005]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 46 (1): 451–460.
Jankowski K., Majchrzak B., Kurowski T.P. 2010. Zdrowotność liści pszenicy ozimej w zależności od przedplonu i poziomu nawożenia. [Health status of winter wheat leaves as dependent on the previous crop and fertilization level]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 50 (2): 918–921.
Lemańczyk G., Piekarczyk M. 2010. Zdrowotność pszenicy ozimej uprawianej na glebie lekkiej w zależności od przedplonu i dawki nawożenia azotowego. [Health status of winter wheat grown on a light soil depending on previous crop and dose of nitrogen fertilization]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 50 (2): 922–926.
Mazurkiewicz J., Bojarczyk M. 2004. Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem na jakość technologiczną odmian pszenicy ozimej uprawianych w monokulturze. Ann. UMCS, Sec. E, 59 (4): 1621–1629.
Piekarczyk M. 2010. Effect of forecrops and nitrogen fertilisation on the yield and grain technological quality of winter wheat grown on light soil. Acta Sci. Pol., Agricultura 9 (2): 25–33.
Piekarczyk M., Jaskulski D., Gałęzewski L. 2011. Effect of nitrogen fertilization on yield and grain technological quality of some winter wheat cultivars grown on light soil. Acta Sci. Pol., Agricultura 10 (2): 87–95.
Podolska G., Sułek A. 2002. Główne elementy technologii produkcji decydujące o wysokiej jakości ziarna pszenicy. Pam. Puł. 130: 597–605.
Rudnicki F. 2005. Przedplony zbóż a ich plonowanie w warunkach produkcyjnych. Fragm. Agron. 2 (86): 172–182.
Walters D. (ed.). 2009. Disease Control in Crops: Biological and Environmentally Friendly Approaches. John Wiley & Sons, Edinburgh, UK, 226 pp.
Weber R., Zalewski D., Bujak H., Kotowicz L. 2012. Zmienność porażenia odmian pszenicy ozimej na Dolnym Śląsku przez grzyb Puccinia triticina. [Variability of infection of winter wheat cultivars by the funguj Puccinia triticina in Lower Silesia]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 52 (2): 401–405.
Wojtala L., Parylak D. 2011. Znaczenie stanowiska i genotypu w ograniczaniu występowania chorób podsuszkowych na pszenicy ozimej. [The importance of crop sequence and genotype In reduction of winter wheat infection by stem-base diseases]. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 51 (3): 1301–1304.
Yoshida M., Nakajima T., Tonooka T. 2008. Effect of nitrogen application at anthesis on Fusarium head blight and mycotoxin accumulation in breadmaking wheat in the western part of Japan. J. Gen. Plant Pathol. 74 (5): 355–363.
