Tadeusz Rudko
Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie
Próba zastosowania skrobi do ograniczenia
podatności łuszczyn rzepaku na pękanie
*Attempt of starch application to reduce oilseed rape silique cracking
Słowa kluczowe: rzepak, zastosowanie skrobi, ograniczenie pękania łuszczyn Key words: oilseed rape, starch application, limitation of silique cracking Jednym z problemów w uprawie rzepaku jest
skłonność łuszczyn do pękania i osypywania nasion, powodująca straty od 3 do 20% plonu. Celem pracy była ocena wpływu preparatów impregnująco-klejących, opartych na skrobi, stosowanych w formie oprysku roślin ich roztworem wodnym na odporność łuszczyn na pękanie. Zastosowano i oceniono wpływ nastę-pujących preparatów: skrobi ziemniaczanej, kukurydzianej, kukurydzianej rozpuszczalnej na zimno, tapiokowej i ryżowej. Stwierdzono, że oprysk roślin rzepaku roztworem skrobiowym powodował poprawę odporności łuszczyn na pękanie. W zależności od rodzaju skrobi, siła potrzebna do otwarcia łuszczyny (pęknięcia szwów) po zastosowaniu oprysku była wyższa od 11 do 118% w stosunku do łuszczyn kon-trolnych.
Silique cracking and seed shedding of oilseed rape is the cause of seed losses from 3 up to 20% of the crop. The study concerns the use of starch water solutions as glue impregnation preparations and their influence on silique resistance to cracking. The following chemicals were spread on plants and evaluated: potatoe starch, maize starch, cold water soluble of maize starch, tapioca starch and rice starch. It was stated that water solution of starch increased cracking resistance of rapeseed siliques. The force required to open a silique (breaking of seam) was from 11 to 118% bigger in comparison to untreated siliques.
Wprowadzenie
Pękanie owoców i osypywanie nasion dotyczy wielu gatunków roślin. Cecha ta jest uwarunkowana genetycznie, a wpływ na nią mają także czynniki środowis-kowe (Tomaszewska 1964; Garlicka 1967; Reznicek 1973; Grabiec, Kierski 1981). Rzepak wśród roślin uprawnych stał się w ostatnich dziesięcioleciach rośliną szczególnego zainteresowania. Przyczyną tego było wciąż narastające zapotrzebo-wanie na nasiona i produkty roślin oleistych. Pękanie łuszczyn i osypyzapotrzebo-wanie nasion
powoduje straty od 3 do 20% plonu nasion. Dlatego ciągle poszukuje się sposobów ograniczenia tej niekorzystnej cechy. Opracowane metody ograniczenia strat nasion przez doskonalenie odmian, agrotechniki i technologii zbioru tylko częściowo je wyeliminowały (Cieśla 1987, Praca zbiorowa 1996). Do chwili obecnej nie ma w uprawie rzepaku odpornego na pękanie łuszczyn. Owocem rzepaku jest łuszczyna, zbudowana z dwóch klap połączonych wewnętrzną przegrodą, do której przymocowane są nasiona. Owoc ten pęka wzdłuż szwów, odpadają klapy, a nasiona osypują się (Kulpa 1958; Szweykowska, Szweykowski 1998). Podjęto prace nad zastosowaniem preparatów chemicznych ograniczających pękanie łuszczyn, stosowanych w formie oprysku roślin. Obecnie regionalnie stosuje się Spodnam DC (Wałkowski i in. 2000/2001) i wprowadza do użycia Nu-Film 96 EC (Wachowiak, Mrówczyński 2000). Nowym rozwiązaniem może być zastosowanie skrobi, polisacharydu stanowiącego materiał zapasowy roślin, gromadzonego w liściach, nasionach, owocach, korzeniach i bulwach; związku ogólnie dostępnego, ekologicznie przyjaznego (łatwo rozkładającego się) i taniego. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu preparatów skrobiowych, impregnująco-klejących łuszczyny, na ograniczenie podatności łuszczyn rzepaku na pękanie.
Materiał i metoda badań
Badania przeprowadzono na dwóch odmianach rzepaku jarego: duńskiej Star, zarejestrowanej w Polsce w 1996 roku i niemieckiej, wysokoplonującej odmianie Licosmos (COBORU 2000). Doświadczenie prowadzono na terenie Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian w Uhninie.
Zastosowano następujące preparaty skrobiowe: 1. Skrobia ziemniaczana.
2. Skrobia ryżowa (mąka ryżowa).
3. Skrobia tapiokowa modyfikowana (E 1412 fosforan diskrobiowy).
4 Skrobia kukurydziana modyfikowana (E 1422 acetylowany adipinian diskro-biowy).
5. Skrobia kukurydziana rozpuszczalna na zimno, modyfikowana (E 1422 ace-tylowany adipinian diskrobiowy).
Przy wyborze preparatów kierowano się wielkością ziaren skrobi, sposobem modyfikacji, rozpuszczalnością w wodzie, przydatnością do zastosowania w formie oprysku z wykorzystaniem opryskiwaczy ciśnieniowych. Skrobię ziemniaczaną wyprodukowały Zakłady Przemysłu Ziemniaczanego w Lublinie. Pozostałe rodzaje skrobi pochodziły z firmy „NOVA international” w Łodzi. Po przeprowadzeniu prób z różnymi stężeniami roztworów, w okresie początkowej dojrzałości tech-nicznej rzepaku, wykonano oprysk roślin rzepaku 0,75% wodnym roztworem
skrobi ziemniaczanej i 1% roztworem pozostałych preparatów. Użyto opryski-wacza ciśnieniowego Kwazar (ciśnienie robocze 0,35 MPa). W okresie dojrzałości pełnej pobrano łuszczyny do badań wytrzymałościowych; próbę stanowiło 200 łuszczyn z każdej odmiany.
Ocena podatności łuszczyn na pękanie polegała na wyznaczeniu wartości siły potrzebnej do pęknięcia łuszczyny w teście zginania. Zginano ogonek u nasady łuszczyny, co zawsze powodowało pęknięcie połączenia pomiędzy przegrodą a klapami. Pomiary przeprowadzano w przystosowanej do tego aparaturze wytrzymałościowej z głowicą tensometryczną o zakresie do 2 N, z komputerową rejestracją przebiegu procesu zginania. Test pozwalał na ocenę łuszczyn bez względu na nieregularny ich kształt — zróżnicowaną długość i występujące w różnym stopniu sierpowate wygięcie (Rudko 2000).
Wyniki
Po przeprowadzeniu pomiarów wytrzymałościowych na łuszczynach stwier-dzono, że każdy z zastosowanych preparatów skrobiowych wpływał na ogra-niczenie pękania łuszczyn, ale nie wszystkie istotnie. Dla zbadania wpływu preparatów na wielkość siły potrzebnej do pęknięcia łuszczyny, charakteryzującej podatność łuszczyn na pękanie, wykonano analizę wariancji, a przy ocenie różnic między średnimi posługiwano się przedziałami ufności Tukey’a.
Uzyskano następujące wyniki:
Łuszczyny z roślin kontrolnych odmiany Star potrzebowały do pęknięcia w szwach siły o średniej wartości 0,54 N. Zastosowane preparaty spowodowały wzrost wartości użytej siły. Średnie wartości i 95% przedziały ufności Tukey’a przedstawiono na rysunku 1. Stwierdzono nieistotny wpływ na ograniczenie pękania łuszczyn skrobi kukurydzianej zarówno modyfikowanej, jak i rozpusz-czalnej na zimno. Kolejność wartości siły dla obiektów badań przedstawiała się następująco:
0,75 N — skrobia ryżowa, przyrost wartości siły o 39% w porównaniu z wartością siły łuszczyn kontrolnych,
0,73 N — skrobia tapiokowa (przyrost o 35%), 0,67 N — skrobia ziemniaczana (przyrost o 24%),
0.62 N — skrobia kukurydziana modyfikowana (przyrost o 15%),
0,60 N — skrobia kukurydziana rozpuszczalna na zimno (przyrost o 11%).
Dla odmiany Licosmos wartość siły dla łuszczyn kontrolnych wynosiła 0,23 N, a dla łuszczyn po oprysku preparatami średnie wartości siły istotnie wzrosły (rys. 1) i wynosiły:
0,49 N — skrobia ryżowa (przyrost o 113%), 0,48 N — skrobia ziemniaczana (przyrost o 109%),
0,42 N — skrobia tapiokowa (przyrost o 83%),
0.38 N — skrobia kukurydziana modyfikowana (przyrost o 65%),
0,35 N — skrobia kukurydziana rozpuszczalna na zimno (przyrost o 52%).
Na preparaty użyte w doświadczeniu poletkowym zdecydowanie pozytywnie zareagowała odmiana Licosmos, wzrostem wartości siły zginającej od 52 do 113%, podczas gdy porównywana z nią odmiana Star reagowała wzrostem wartości siły zginającej od 11 do 39%.
Na podstawie uzyskanych wyników można przyjąć, że preparatami opartymi na modyfikowanej skrobi, skutecznie poprawiającymi odporność łuszczyn na pękanie są: skrobia ryżowa, skrobia ziemniaczana i skrobia tapiokowa.
0 1 2 3 4 5 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 S iła [ N ] - kontrola
- skrobia kukurydziana modyfikowana - skrobia kukurydziana rozpuszczalna na zimno - skrobia ziemniaczana - skrobia tapiokowa - skrobia ryżowa 0 1 2 3 4 5 Star 0 1 2 3 4 5 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 Si ła [ N ] - kontrola
- skrobia kukurydziana modyfikowana - skrobia kukurydziana rozpuszczalna na zimno - skrobia ziemniaczana - skrobia tapiokowa - skrobia ryżowa 0 1 2 3 4 5 Licosmos
Rys. 1. Średnie wartości siły i przedziały ufności Tukey’a dwóch odmian rzepaku jarego — Mean values and the 95% Tukey’s intervals of two varieties of the spring rape
Wnioski
1. Preparaty oparte na skrobi, użyte jako środki impregnująco-klejące łuszczynę, wpływały pozytywnie na ograniczenie skłonności do pękania łuszczyn rzepaku.
2. Skuteczność oddziaływania zależała od rodzaju preparatu i cech odmia-nowych rzepaku jarego:
— skrobia ryżowa powodowała przyrost wartości siły niezbędnej do pęknięcia łuszczyny w zakresie od 39% dla odmiany Star do 113% dla odmiany Licosmos w porównaniu do łuszczyn z kombinacji kontrolnej,
— skrobia ziemniaczana powodowała przyrost wartości siły niezbędnej do pęknięcia łuszczyny o 24% (Star), 109% (Licosmos),
— skrobia tapiokowa powodowała przyrost wartości siły niezbędnej do pęknięcia łuszczyny o 35% (Star), 83% (Licosmos),
— skrobia kukurydziana modyfikowana i rozpuszczalna na zimno, powo-dowała przyrost wartości siły od 11 do 65% ale był to przyrost nieistotny statystycznie dla odmiany Star.
Conclusion
1. Starch solution used as impregnation-glueing agent increased silique’s shattering resistance.
2. Effectiveness of the silique treatments dependeds on kind of solution and varietal features of spring oilseed rape:
— rice starch – increased value of force required to open a silique within the range from 39% for cultivar Star to 113% for cultivar Licosmos comparing to untreated siliques,
— potatoe starch – increased value of this force from 24% (Star) to 109% (Licosmos),
— tapioca starch — increased value of this force from 35% (Star) to 83% (Licosmos),
— modified cold soluble maize starch — increased value of this force from 11% to 65%, but this increase was not statistically significant for Star.
Literatura
Cieśla Z. 1987. Aktualne problemy mechanizacji uprawy i zbioru rzepaku ozimego w Polsce. Zeszyty Problemowe IHAR. Wyniki badań nad rzepakiem ozimym. 337-346.
COBORU. 2000. Lista odmian roślin rolniczych. Słupia Wielka.
Garlicka W. 1967. Wstępne badania nad anatomią pękających i trudno pękających łuszczyn rzepaku. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo, 5: 233-256.
Grabiec B., Kierski J. 1981. Wstępne badania nad osypywaniem się nasion rzepaku ozimego nisko-erukowego. Biuletyn IHAR. Nr 146: 101-107.
Kulpa W. 1958. Owoce i nasiona chwastów. PWN Warszawa.
Praca zbiorowa. 1996. Optymalna technologia pozyskiwania nasion rzepaku. Instrukcja wdroże-niowa. Instytut Agrofizyki PAN.
Reznicek R. 1973. Vysterovani agrofizikalnych vlasnosti repky. Zemed. Tech., 2: 87-92.
Rudko T. 2000. Próba zastosowania testu zginania do oceny podatności łuszczyn rzepaku jarego na pękanie. Acta Agrophysica, 37: 193-198.
Szweykowska A., Szweykowski J. 1998. Botanika. Tom II: Systematyka. Wydawnictwo Naukowe PWN. Tomaszewska Z. 1964. Badania morfologiczne i anatomiczne łuszczyn kilku odmian rzepaku i rzepiku
ozimego oraz przyczyny i mechanizm ich pękania. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasien-nictwo. tom 8, z. 2: 147-180.
Wachowiak H, Mrówczyński M. 2000. Zapobieganie osypywaniu nasion podczas zbioru rzepaku. Top Agrar Polska. 5: 55.
Wałkowski T., Krzymański J., Bartkowiak-Broda I., Mrówczyński M., Korbas M., Paradowski A., Ochodzki P. 2000-2001. Rzepak ozimy. IHAR Poznań.
