Antoni Murkowski
Akademia Rolnicza w Szczecinie, Zakład Fizyki
Wpływ różnych form nawożenia azotowego
i azotowo-siarkowego na pierwotne reakcje
fotosyntezy i wskaźniki biometryczne
młodych roślin rzepaku ozimego
Effect of various forms of nitrogen and of nitrogen-sulphur fertilisation
on primary reactions of photosynthesis and biometric indices
in young oilseed rape plants
Słowa kluczowe: indukcja fluorescencji chlorofilu, nawożenie azotowe, nawożenie azotowo-siarkowe, pierwotne reakcje fotosyntezy, rzepak ozimy
Key words: chlorophyll fluorescence induction, nitrogen fertilisation and nitrogen-sulphur fertilisation, primary photosynthesis reactions, winter oilseed rape
Badano wpływ zubożonego nawożenia azoto-wego na rozwój młodych roślin rzepaku ozi-mego odmiany Marita. W doświadczeniu wazo-nowym zastosowano 3 preparaty nawozowe (azotan amonu, siarczan amonu oraz produkt nawozowy uzyskiwany podczas jednoczesnego odsiarczania i odazotowania spalin kotłowych techniką radiacyjną), każdy z nich w 3 dawkach: 0,38; 0,75 i 1,5 g N/6 kg gleby lekkiej. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie niskich dawek azotu w znacznym stopniu ograniczyło wzrost roślin i zawartość chlorofilu w liściach, a tylko nieznacznie pogorszyło efektywność pierwot-nych reakcji fotosyntezy. Produkt nawozowy (87% siarczanu amonu i 13% azotanu amonu) miał podobny wpływ na wzrost roślin, zawartość chlorofilu oraz parametry indukcji fluorescencji chlorofilu jak mieszanka czystych związków amonowych o identycznym składzie i dlatego można go uznać za pełnowartościowy nawóz azotowo-siarkowy w uprawie rzepaku.
There were studied the primary photosynthesis reactions, chlorophyll content, leaf area, and leaf dry matter in young winter oilseed rape plants cv. Marita after restricted nitrogen fertilisation. In pot (6 kg of soil) experiment, the fertilisation properties of a by-product, which was obtained with radiation method in the process of the fume purification from SO2 and NOX were investigated.
The results were compared to the fertilisation properties of ammonium nitrate and ammonium sulphate. Each fertiliser was applied in three doses: 0.38, 0.75, and 1.5 g N/pot. The by-product (containing 87% of ammonium sulphate and 13% of ammonium nitrate) had similar effect on growth, chlorophyll content and the values of chlorophyll fluorescence induction parameters, as the mixture of the ammonium compounds of the same composition. The by-product can be used as a valuable nitrogen-sulphur fertiliser in the winter oilseed rape cultivation.
Wstęp
Rzepak należy do roślin wymagających wysokiego nawożenia azotowego wiosną, a na mniej zasobnych glebach także i w okresie jesiennym. Dużemu zapotrzebowaniu na azot towarzyszy także wysokie (około 3 razy wyższe niż zboża) zapotrzebowanie rzepaku na siarkę (Mengel i Kirkby 1983). Przy zbiorze 3 ton nasion wywozi się z pola 111 kg N i aż 28 kg S (Szukalski i in. 1985). Niedobór siarki silnie wpływa na zdolność przyswajania azotu z roztworu glebowego oraz na biosyntezę białkowych związków azotowych przez rośliny rzepaku (Seidler i in. 1980; Schnug i in. 1993). Właściwa proporcja N:S ma szczególnie duże znacznie przy niezbyt wysokiej podaży związków azotowych (Schnug 1991). Ze względów ekonomicznych oraz ekologicznych należy unikać zbyt obfitego nawożenia, zarówno mineralnego jak i organicznego. Nawożenie powinno być przy tym tak zrównoważone, aby roślina mogła je wykorzystać w stopniu maksymalnym. O ile jednak duże zapotrzebowanie na azot przez rzepak jest powszechnie znane i uwzględniane to potrzeba nawożenia siarką wciąż jeszcze znajduje się na dalszym planie. Taki stan rzeczy można tłumaczyć znaczną imisją związków siarki na dużych obszarach Europy, jaka miała miejsce jeszcze w niedawnej przeszłości, np. na terenie Polski w latach 1980–1989, dochodziła ona do 80 kg S na ha (Nowicki 1993; Grzebisz i Fotyma 1996). Zwiększona uwaga na ochronę środowiska, oraz duży postęp w rozwoju i wdrażaniu nowych technologii oczyszczania spalin spowodowały, że w ostatnich dziesięcioleciach imisja tego pierwiastka zmniejszyła się radykalnie. Jako przykład może służyć RFN, gdzie od 80 kg S/ha w roku 1956 i 48 kg S/ha w 1973 r. wielkość ta spadła do 12 kg S/ha w roku 1993 (Schnug i Haneklaus 1994).
Badania wykonane na terenie północnych Niemiec wykazały, że od około 1985 r. wraz ze zbiorem rzepaku usunięciu ulega większa ilość siarki niż jej dopływa w postaci suchego i mokrego opadu. Od 1990 r. podobną sytuację obserwuje się również przy uprawie pszenicy. W 1980 r. średnia zawartość siarki w młodych, w pełni rozwiniętych liściach rzepaku, który nie był nawożony tym pierwiastkiem, wynosiła około 8 mg S/g s.m. (zaopatrzenie dostateczne) natomiast w 1989 r. już tylko 4,5 mg S/g s.m. (ukryty deficyt), by w 1991 r. spaść do zaledwie 3,2 mg S/g s.m. (deficyt ostry). Krytyczna zawartość siarki, poniżej której stają się widoczne symptomy jej niedoboru, wynosi 6,5 mg S/g s.m. dla rzepaku jednozerowego i 3,6 mg S/g s.m. dla rzepaku dwuzerowego (Schnug 1991). W doświadczeniu z uprawą rzepaku dwuzerowego przeprowadzonym w 1987 r. w północnych Niemczech stwierdzono nawet 40% wzrost przyswajanego przez rośliny azotu po zastosowaniu uzupełniającego nawożenia siarkowego (Schnug i in. 1993). W doświadczeniu wazonowym stwierdzono, że dodanie 0,25 g S/10 kg piasku zwiększyło trzykrotnie (w porównaniu z wariantem nie nawożonym)
zawartość glutationu w liściach 45-dniowego rzepaku ozimego odmiany Lirajet (Haneklaus i in. 1995).
W wyniku przemian polityczno-gospodarczych w Europie środkowej po roku 1989, znacznie została ograniczona aktywność przemysłowa, a także produkcja energii elektrycznej przy użyciu węgla brunatnego (dotyczy to zwłaszcza b. NRD, oraz b. Czechosłowacji). Wymienione uwarunkowania oraz systematyczne obniżanie emisji SO2 w krajach Europy zachodniej spowodowały, że i w Polsce
pojawiać się zaczyna deficyt siarki. Dotyczy to szczególnie obszaru zachodniej i północnej Polski gdzie klimat kształtują przeważające wiatry z zachodu i północy. Przeprowadzona w roku 1995 ocena stanu odżywienia rzepaku siarką na obszarach północno-zachodniej i środkowo-zachodniej Polski wykazała znaczny udział (nawet powyżej 50%) plantacji, na których występowały utajone niedobory tego składnika mineralnego (Grzebisz i Fotyma 1996).
W tak zmienionej sytuacji coraz bardziej celowe stanie się szersze wykorzys-tywanie w uprawie rzepaku nawozów zawierających siarkę, jak np. siarczanu wapniowego czy też siarczanu amonowego. Siarczan amonowy, w odróżnieniu od azotanów, należy do nawozów wolno działających i trudno wymywalnych z górnej warstwy gleby, co zapobiega jego stratom i tym samym zatruwaniu środowiska wodnego. Zawiera on około 21% azotu i około 24% siarki dobrze przyswajanej przez rośliny. W poprzednich dekadach, ze względu na znaczną emisję gazowych związków siarki odpowiedzialnych w głównej mierze za zjawisko „kwaśnych deszczów”, niewskazane było stosowanie nawozów, które by dodatkowo zakwa-szały glebę. Można przewidywać, że obecnie ten azotowo-siarkowy związek, stanie się ponownie cenionym elementem żywienia mineralnego roślin rzepaku.
W najbliższych latach będzie również dostępny nowy nawóz, produkowany jako produkt uboczny (w ilości około 5000 ton rocznie) podczas jednoczesnego odsiarczania i odazotowywania spalin kotłowych w Elektrociepłowni Pomorzany w Szczecinie (Murkowski i Stankowski 1997a; Stankowski i in. 1998). Zasto-sowana zostanie przy tym technika radiacyjna polegająca na aktywacji mieszaniny gazów kotłowych z dodanym amoniakiem przy użyciu wysokoenergetycznej wiązki elektronów z akceleratora (Nowak i Krzywański 1996; Murkowski i Stan-kowski 1997a).
W zależności od składu spalin całkowita zawartość azotu w 100 kg uzyska-nego produktu nawozowego (nazywauzyska-nego dalej produktem*) wynosi od 21 do 27 kg, przy udziale siarczanu amonowego od 85% do 95% wagowych i azotanu amonowego od 5% do 15% wagowych (Stankowski i in. 1998). W produkcie znajdują się także niewielkie ilości ważnych dla rzepaku pierwiastków (w 100 kg znajduje się około 410 g Mg, 180 g Ca, 26 g Mn, 3,5 g Cu), natomiast zawartość
*
Autor wyraża podziękowanie Panu prof. dr. hab. Andrzejowi G. Chmielewskiemu z Inst. Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie za udostępnienie do badań produktu z radiacyjnego oczyszczania spalin w EC Kawęczyn.
metali ciężkich nie przekracza 10% ilości dopuszczanych w normach dla nawozów mineralnych (Stankowski i in. 1998). W planach znajduje się również instalacja wielkoprzemysłowa, która podczas procesu radiacyjnego oczyszczania spalin kotłowych wytwarzać będzie około 30 tys. ton produktu nawozowego rocznie (inf. własna).
Metoda radiacyjna należy do jednego z najbardziej ekonomicznych sposobów jednoczesnego usuwania tlenków siarki i azotu, a możliwość uzyskiwania ubocznie nawozu amonowego czyni tę metodę godną szerokiego upowszechnienia.
Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu zubożonego nawożenia azotowego i azotowo-siarkowego na pierwotne reakcje fotosyntezy oraz na niektóre parametry określające wzrost i rozwój młodych roślin rzepaku. Dodat-kowym celem było sprawdzenie przydatności wymienionego wyżej produktu nawozowego w uprawie rzepaku.
Materiał
Badaniom poddano rośliny rzepaku ozimego odmiany Marita. W doświad-czeniu wazonowym, przeprowadzonym wiosną 1998 roku w hali wegetacyjnej Akademii Rolniczej w Szczecinie, porównano trzy rodzaje nawożenia azotem: 1. produktem otrzymanym podczas jednoczesnego odsiarczania i odazotowania
spalin;
2. mieszaniną siarczanu i azotanu amonu w proporcji występującej w
pro-dukcie;
3. azotanem amonu.
Każdy z wymienionych nawozów zastosowano w trzech dawkach: 0,38; 0,75; 1,50 g N/wazon. W każdym wazonie znajdowało się 6 kg powietrznie suchej gleby (piasek gliniasty lekki) zaliczanej do kompleksu żytniego dobrego. Gleba wyka-zywała odczyn kwaśny (pHKCl 4,9), zawartość próchnicy 1,2%, azotu ogólnego
0,073%. Przeprowadzona w Katedrze Gleboznawstwa Akademii Rolniczej w Szczecinie analiza rozpuszczalnych w wodzie makro- i mikroelementów wyka-zała, że 1 g produktu zawiera 204 mg azotu ogólnego, z czego 87% stanowił siarczan amonu, a 13% azotan amonu. Pomiary wykonane przy użyciu spektrofotometru absorpcji atomowej typu Unicam-Solar 929 określiły zawartość ważniejszych pierwiastków (w µg/g p.s.m.), co przedstawiono poniżej:
Zawartość niektórych pierwiastków w produkcie nawozowym
Mg Ca Na Fe K Mn Zn Cu Pb Cd 4085 1797 1457 1028 980 259 59 35,5 3,6 0,26
Dodatkowo zastosowano nawożenie fosforem (superfosfat potrójny 46%) w ilości 1,7 g P/wazon oraz potasem (sól potasowa 60%) w ilości 2,5 g K/wazon. Nasiona rzepaku zaprawiono zaprawą Funaben. Po wschodach zastosowano dwie przerywki, po których do badań pozostało po 15 roślin w wazonie. Wilgotność gleby utrzymywano na poziomie 70–80% maksymalnej polowej pojemności wodnej. Układ doświadczenia — kompletna randomizacja.
Metody
Do badań pobierano pięciotygodniowe rośliny rzepaku odm. Marita. Powierzchnię asymilacyjną liści zmierzono przy użyciu aparatu DIAS, a zawartość chlorofilu w dobrze rozwiniętym trzecim lub czwartym liściu określano przy użyciu przenośnego spektrofotometru Chlorophyll Meter Spad-502 firmy Minolta i podano w umownych jednostkach SPAD (1 SPAD = 70 µg chlorofilu na 1 dm2
). Z tych samych liści pobierano krążki o średnicy 13 mm do pomiaru indukcji fluorescencji chlorofilu a. Pomiary wykonywano na uniwersalnym fluorymetrze własnej konstrukcji, sterowanym przez komputer PC z przetwornikiem A/C firmy Ambex. Wyznaczano cztery parametry:
P 0 P P V F F F F F −
= wskaźnik efektywności przemian fotochemicznych w II fotosystemie 0 0 P 0 V F F F F F −
= wskaźnik funkcjonowania układu rozkładu wody — strona donorowa
SC parametr proporcjonalny do puli przenośników elektronów
między fotosystemami S S P F F F
Rfd= − miara witalności — integralny wskaźnik stanu fizjologicznego
rośliny
gdzie: FV — fluorescencja zmienna;
F0 — fluorescencja zerowa;
FP — fluorescencja szczytowa;
FS — fluorescencja stacjonarna;
SC — pole powierzchni nad krzywą indukcji fluorescencji
(Lichtenthaler i Rinderle 1988; van Kooten i Snel 1990; Veselovskijj i Veselova 1990; Schapendonk i in. 1992; Murkowski i Skórska 1997).
Pomiary wykonywano w 8÷12 powtórzeniach, a wyniki przedstawiono w tabelach i na diagramach jako wartości średnich arytmetycznych. Na podstawie analizy wariancji obliczono najmniejsze istotne różnice przy pomocy testu Duncana na poziomie istotności 0,05, zaznaczając je gwiazdką (*).
Wyniki i dyskusja
Wyniki badań umieszczone w tabeli 1 wskazują, że własności nawozowe
produktu (P) oceniane poprzez jego wpływ na zwiększenie ilości wytwarzanej
suchej masy, powierzchnię liści oraz zawartość chlorofilu nie ustępują, a nawet w pojedynczych przypadkach przewyższają oddziaływanie mieszaniny (M) składającej się z 87% siarczanu i 13% azotanu amonu (proporcja substancji azotowych, jaka występuje w badanym produkcie nawozowym).
Tabela 1 Parametry biometryczne i indukcji fluorescencji chlorofilu (objaśnienia w tekście)
Biometric and chlorophyll fluorescence induction parameters (description in text)
0,38 g N/wazon per pot 0,75 g N/wazon per pot 1,50 g N/wazon per pot Parametry Parameters P M d P M d P M d Sucha masa liści [mg/roślinę]
Leaf dry matter [mg/plant] 404 304 r.n. 1170 1090 r.n. 2970 2450 r.n.
Powierzchnia liści [cm2/roślinę]
Leaf area [cm2/plant] 27,1 25,9 r.n. 47,3 47,9 r.n. 146 148 r.n.
Zawartość chlorofilu [SPAD]
Chlorophyll content [SPAD] 32,6 28,9 3,2* 35,2 35,7 r.n. 42,9 42,8 r.n.
FV/FP 0,768 0,783 r.n. 0,801 0,787 r.n. 0,800 0,801 r.n.
FV/F0 3,29 3,42 r.n. 4,06 3,70 r.n. 4,00 4,04 r.n.
SC 11,5 13,3 r.n. 15,7 16,8 1,0* 18,0 16,8 r.n.
Rfd 2,69 2,35 r.n. 2,84 2,84 r.n. 2,88 2,77 r.n. P — produkt — by-product, M — mieszanina — mixture, d — różnice — differences
r.n. — różnica nieistotna — no significant difference
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0,38 g N na waz on (pe r pot) 0,75 g N na wazon (pe r pot) 1,50 g N na wazon (pe r pot) S u ch a m asa l iś ci [ m g /r o ś lin ę ] (Leaf dr y mat te r [ m g/ pl an t] ) produkt (by-product) azotan amonu (ammonium nitrate) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) P o w ie rz c hni a l iś ci [ c m 2] (Leaf ar ea [ c m 2]) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) Za w a rt o ść c h lo ro filu [ S P A D ] (C h lo ro p h y ll c o n te n t [ SPAD] ) * * 350 450 550 650 750 850 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) F V /F P * 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) F V /F 0 * 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) S C * * 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 0,38 g N na w az on (per pot) 0,75 g N na w az on (per pot) 1,50 g N na w az on (per pot) Rf d *
Rys. 1. Parametry biometryczne i indukcji fluorescencji chlorofilu (objaśnienia w tekście).
Fig. 1. Biometric and chlorophyll fluorescence induction parameters (description in text).
Rys. 1. Parametry biometryczne i indukcji fluorescencji chlorofilu (objaśnienia w tekście)
Porównanie wartości parametrów, wyznaczonych dla każdego z trzech poziomów nawożenia (0,38; 0,75; i 1,50 g N/wazon) potwierdza, że niedobór azotu silnie oddziaływuje na ilość wytworzonej suchej masy i wielkość powierzchni liści, przy względnie umiarkowanym oddziaływaniu na zawartość chlorofilu w tkance liściowej. Zawartość chlorofilu wyznaczano w sposób niedestrukcyjny przy użyciu przenośnego przyrządu optycznego SPAT-502, firmy Minolta (Castelli i in. 1996; Bezduszniak 1997). Ścisły związek niedoboru azotu z biosyntezą chlorofilu stał się podstawą opracowania pośrednich testów z wykorzystaniem tego przyrządu do oceny stanu odżywienia roślin w ten tak ważny składnik mineralny (Piekielek i Fox 1992; Peltonen i in. 1995; Bezduszniak 1997).
Najwyższa zastosowana dawka nawozowa 1,50 g N/wazon była zbliżona do optymalnej, bowiem dawki wyższe od 2,0 kg N/wazon stosowane w podobnych, wcześniejszych badaniach (Murkowski, Stankowski 1997b) nie poprawiały prze-biegu pierwotnych reakcji fotosyntezy, czyli efektywności fazy świetlnej, a nawet powodowały zmniejszenie zawartości chlorofilu w liściach rzepaku.
Przy obniżonej podaży azotu do 0,75 g N/wazon (tab. 1) wytworzona biomasa zmniejsza się o około 60%, a zawartość chlorofilu mierzona na jednostkę powierzchni liścia, zmniejsza się jedynie o około 17%. To obniżenie dawki azotu nie ma jednak wpływu na przebieg pierwotnych reakcji fotosyntezy w liściach rzepaku, o czym świadczą względnie wysokie wartości parametrów indukcji fluorescencji chlorofilu. Na uwagę zasługują bardzo wysokie wartości wskaźnika FV/FP (powyżej 0,780), który określa efektywność reakcji fotochemicznych
w II fotosystemie, a także wysokie wartości wskaźnika FV/F0 (powyżej 3,7),
co z kolei świadczy o sprawnym funkcjonowaniu układu rozkładu wody na stronie donorowej tego samego fotosystemu. Nie zmniejszyły się także w sposób znaczący wartości parametru SC (wielkość puli plastochinonu) oraz Rfd, który informuje
o zrównoważeniu fazy świetlnej fotosyntezy z enzymatycznymi reakcjami fazy ciemnej (Krause i Weis 1984; Ivanov i in. 1988; Lichtenthaler i Rinderle 1988; Vese-lovskij i Veselova 1990). Kolejne obniżenie dawki nawozowej do 0,38 g N/wazon spowodowało dalszą, drastyczną redukcję suchej masy i powierzchni liści oraz umiarkowane zmniejszenie zawartości chlorofilu (tab. 1 i rys. 1). Można zauważyć, że przy tym poziomie nawożenia zaistniało zróżnicowanie pomiędzy porównywa-nymi formami nawozów. Obniżenie dawki do 0,38 g N/wazon w postaci produktu zawierającego dodatkowo niewielkie ilości kilku biologicznie ważnych pier-wiastków (Mg, Ca, Fe, Mn, Zn, Cu i in. — patrz „Materiał”), w mniejszym stopniu pogorszyło wskaźniki biometryczne niż mieszanina dwóch czystych nawozów amonowych. Podobna prawidłowość dotyczy także zmian wartości Rfd — parametru będącego integralnym wskaźnikiem efektywności całego procesu fotosyntezy.
Na rysunku 1 przedstawiono wartości parametrów wyznaczonych dla roślin rzepaku zasilanych produktem nawozowym oraz czystym azotanem amonu.
Zastąpienie azotanu amonu przez produkt nie pogorszyło ani parametrów biometrycznych ani (z jednym wyjątkiem) wskaźników fluorescencyjnych, natomiast aż w sześciu przypadkach można było stwierdzić ich poprawę. Najprawdopodobniej wzbogacenie nawożenia w siarkę (produkt zawierał aż 87% siarczanu amonu) spowodowało, że przy obniżonej do 0,75 g N/wazon dawce azotu, zawartość chlorofilu była o 17% wyższa, a przy dawce 0,38 g N/wazon, prawie o 40% przekraczała zawartość chlorofilu zsyntetyzowanego przy udziale wyłącznie azotanu amonu. Zasilanie roślin rzepaku produktem nawozowym korzystnie wpłynęło również na efektywność reakcji fazy świetlnej fotosyntezy przy obniżonym poziomie nawożenia azotem do 0,75 g N/wazon. Wnioski poczynione z analizy danych zawartych w tabeli 1, a także i danych, które znajdują się na rysunku 1, potwierdzają kluczową rolę azotu i ważną rolę siarki jako czynników plonotwórczych, wskazując także na strategię, która pozwala roślinie (w ograniczonym zakresie!) funkcjonować nawet w warunkach stresu mineralnego. W takiej sytuacji, w pierwszym rzędzie zmniejszeniu ulega wytwarzanie suchej masy oraz redukowana jest powierzchnia liści, co pozwala lepiej zaopatrzyć tkanki asymilacyjne w azot niezbędny do biosyntezy chlorofilu oraz białek strukturalnych i enzymatycznych wchodzących w skład aparatu fotosyntetycznego (Barker 1979). Należy również zaznaczyć, że w skład łańcucha akceptorów elektronów, zarówno w pierwszym jak i w drugim fotosystemie, wchodzi kilka białek zawierających siarkę (Seidler i in. 1980; Mengel i Kirkby 1983; Veselovskijj i Veselova 1990).
We wcześniej opublikowanej pracy przedstawiono wyniki badań, jakim poddano 6 tygodniowe rośliny rzepaku rosnące w piasku i zasilane, bądź pełną pożywką Hoaglanda, bądź też roztworami pozbawionymi niektórych pierwiastków (siarki, fosforu lub potasu). Analiza krzywej indukcji fluorescencji chlorofilu wykazała, że niedobór siarki spowodował obniżenie (w porównaniu z kontrolą) wartości następujących parametrów: FV/FP o 3,5%, FV/F0 o 27%, SC o 28,5%,
natomiast fotosynteza netto (µmol CO2·m –2
·s–1) zmniejszyła się do połowy (Skórska i Murkowski 1997). Przedstawione wyniki, zarówno wcześniejszych jak i ostatnio wykonanych prac, potwierdzają niezwykle ważną, ale jednocześnie zróżnicowaną rolę azotu i siarki w formowaniu oraz prawidłowym funkcjonowaniu aparatu fotosyntetycznego. W badaniach tych ważną rolę mogą spełniać nieinwazyjne, proste i szybkie metody spektroskopowe oraz fluorymetryczne.
Wnioski
1. Zastosowane niskie dawki azotu, które silnie zahamowały wzrost młodych roślin rzepaku, w niewielkim tylko stopniu pogorszyły efektywność pier-wotnych reakcji fotosyntezy, określoną poprzez analizę krzywych indukcji fluorescencji chlorofilu.
2. Produkt otrzymywany podczas radiacyjnego odsiarczania i odazotowywania spalin kotłowych ma bardzo podobne właściwości nawozowe jak odpowia-dająca mu mieszanina czystego siarczanu oraz azotanu amonu i w pełni może być polecany jako wartościowy nawóz azotowy dla rzepaku.
3. Rośliny rzepaku zasilane niskimi dawkami azotu podanego wyłącznie w postaci azotanu amonu wykazywały niższą zawartość chlorofilu w liściach oraz niższe wartości parametrów indukcji fluorescencji chlorofilu w porów-naniu z roślinami nawożonymi produktem nawozowym, zawierającym około 87% siarczanu amonu i około 13% azotanu amonu, co prawdopodobnie świadczy o pozytywnym oddziaływaniu dostarczonej siarki w postaci jonu siarczanowego.
4. Zawartość chlorofilu w liściach jest bardzo dobrym wskaźnikiem ilości przyswojonego azotu przez rośliny rzepaku, a prosty i nieinwazyjny pomiar zawartości barwników chlorofilowych przy użyciu przenośnego spektrometru (np. Chlorophyll-Meter firmy Minolta) pozwala na szybkie i wiarygodne określanie aktualnych potrzeb nawozowych przy uprawie rzepaku.
Podziękowanie
Pani mgr Annie Prokop serdecznie dziękuję za pomoc przy wykonywaniu pomiarów.
Literatura
Barker A.V. 1979. Nutritional factors in photosynthesis in higher plants. J. Plant Nutrition, 1 (3): 309-342.
Bezduszniak D. 1997. Ocena stanu odżywienia pszenicy ozimej azotem na podstawie pomiaru zawartości chlorofilu metodą optyczną (SPAD). Praca doktorska. IUNG. Puławy.
Castelli F., Contillo R., Miceli F. 1996. Non-destructive determination of leaf chlorophyll content in four crop species. J. Agronomy and Crop Science, 177: 275-283.
Grzebisz W., Fotyma E. 1996. Ocena odżywiania siarką rzepaku uprawianego w północno- zachodniej Polsce. Rośliny Oleiste, XVII: 275-280.
Haneklaus S., Borchers S., Schnug E. 1995. Relationship between sulphur and glutathione concentration in vegetative tissue of oilseed rape. IX Inter. Rapeseed Congress, 4-7.07.1995. Cambridge U.K., vol. 1: 293-295.
Ivanov B.N., Golovina E.V., Kuznecova L.G., Novickova N.S., Romanova A.K. 1988. Soderzanie nitratov v pitatelnom rastvore i indukcija fluorescencii chlorofilla listev klevera. Fiziol. rast., 35 (2): 294-302.
Krause G.H., Weis E. 1984. Chlorophyll fluorescence as a tool in plant physiology. Photosynth. Res., 5: 139-157.
Lichtenthaler H., Rinderle U. 1988. The role of chlorophyll fluorescence in the detection of stress conditions in plants. Critical Reviews in Analytical Chemistry. Vol. 19 (1): S29-S85.
Mengel K., Kirkby E. A. 1983. Podstawy żywienia roślin. PWRiL. Warszawa. (Przekład z jęz. ang. pod red. S. Gumińskiego i M. Fotymy).
Murkowski A., Skórska E. 1997. Chlorophyll a luminescence — an index of photoinhibition damages. Current Topics in Biophys., 21 (1): 72-78.
Murkowski A., Stankowski S. 1997a. Rolnicze wykorzystanie produktu radiacyjnego oczyszczania gazów spalinowych. Mater. IX Sesji Naukowej „Inżynieria rolnicza w dydaktyce i nauce”, Szczecin 4-5.12.1997: 124-129.
Murkowski A., Stankowski S. 1997b. Wpływ stosowania produktu z usuwania SO2 i NOX z gazów
odlotowych przy użyciu wiązki elektronów na fotosyntezę rzepaku ozimego. Mater. Konfer. Nauk.-Technicznej „Gospodarcze wykorzystania popiołów i gipsu z energetyki”, Międzyzdroje 6-8.11.1997: 157-162.
Murkowski A., Stankowski S., Pacewicz K. 1998. Effect of by-product from removing SO2 and NOX
from flue gases on growth of maize plants. Bibliotheca Fragmenta Agronomica, 3: 260-263. Nowak W., Krzywański J. 1996. Technologie jednoczesnego odsiarczania i odazotowania spalin
kotłowych. Gospodarka paliwami i energią, 9: 8-9.
Nowicki M. 1993. Strategia ekorozwoju Polski. ARW Warszawa.
Peltonen J., Virtanen A., Haggren E. 1995. Using a Chlorophyll Meter to optimize fertilizer application for intensively-managed small-grain cereals. J. Agronomy and Crop Science, 174: 309-318.
Piekielek W.P., Fox R.H. 1992. Use of Chlorophyll Meter to predict side dress nitrogen requirements for maize. Agron. J., 84: 59-65.
Schapendonk A.H. C.M., Van der Putten P. E. L., Dolstra O., Tonk W. I. M. 1992. Chlorophyll fluorescence: a non-destructive method for detecting damage in the photosynthetic apparatus in plants. Acta Hort., 304: 61-70.
Schnug E., Haneklaus S. 1993. Physiological backgrounds of different sulphur utilisation in Brassica
napus varieties. Aspects of Applied Biology, 34: 235-264.
Schnug E., Haneklaus S. 1994. The ecological importance of sulphur. Norweg. J. Agricult. Sci. Suppl., 15: 149-155.
Schnug E., Haneklaus S., Murphy D. 1993. Impact of sulphur fertilization on nitrogen fertilization efficiency. Sulphur in Agriculture, vol. 17: 8-12.
Schnug E. 1991. Sulphur nutritional status of European crops and consequences for agriculture. Sulphur in Agriculture, vol. 15: 7-12.
Seidler M., Gawliński S., Goźliński H. 1980. Siarka w organizmach roślin wyższych. W: Siarka w biosferze. Praca zbior. pod red. J. Siuty i M. Rejman-Czajkowskiej: 168-193.
Skórska E., Murkowski A. 1997. Wpływ napromieniowania UV-B na fotosyntezę liści rzepaku rosnących przy niedoborze niektórych składników mineralnych. Rośliny Oleiste, XVIII (1): 111-118.
Stankowski S., Murkowski A., Malinowski R. 1998. Możliwości wykorzystania produktu z oczysz-czania spalin z SO2 i NOX jako nawozu azotowo-siarkowego. Fol. Univ. Agric. Stetin. 190,
Agricultura (72): 277-281.
Stankowski S., Murkowski A., Niedźwiecki E., Malinowski R. 1998. Wpływ produktu z oczyszczania spalin z SO2 i NOX na właściwości gleby oraz wzrost i skład chemiczny pszenicy. Fol. Univ.
Szukalski M., Sikora M., Szukalska-Gołąb W. 1985. Potrzeby uszlachetnionych odmian rzepaku w stosunku do składników mineralnych. Część I. Azot, fosfor, potas. Część II. Wapń, magnez, siarka, sód. Zesz. Probl. Wyniki badań nad rzepakiem ozimym — rok 1984: 182-193.
van Kooten O., Snel J.F.H. 1990. The use of chlorophyll fluorescence nomenclature in plant stress physiology. Photosynth. Res. 25: 147-150.
