Wysoki wigor nasion i roślin mało znana strategia buraka cukrowego, unikania suszy.

Wysoki wigor nasion i roślin – mało znana strategia buraka cukrowego, unikania suszy.

Podlaski Sławomir

Katedra Fizjologii Roślin

Wydział Rolnictwa i Biologii SGGW

1.Wstęp

Wiosenna susza w Polsce

a/W okresie 5 ostatnich lat, wiosenna susza wystąpiła w okresie 4 lat. Wszystkie prognozy wskazują, że susza w Polsce będzie się pogłębiać, szczególnie w Wielkopolsce, na Kujawach, Podlasiu, Pomorzu Zachodnim, Ziemi Łódzkiej i Dobrzyńskiej. Jednocześnie będzie rosła częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych (nawalnych deszczów, przymrozków, wysokich temperatur powietrza, silnych wiatrów).

Sposoby walki z suszą

Istnieją 2 podstawowe sposoby, zmniejszania negatywnych efektów suszy:

a/ Modyfikacja środowiska wzrostu (zwiększenie retencji wodnej gleby, ograniczanie parowania wody, nawadnianie) i wykorzystanie roślinnej tolerancji na suszę.

c/W ramach strategii roślinnej tolerancji na suszę, dużą rolę odgrywa sposób unikania suszy, determinowany między innymi wigorem nasion i siewek na początku wegetacji.

d/ Wigor nasion to zdolność do ich kiełkowania, wschodów i początkowego wzrostu roślin w szerokich warunkach środowiska tzn. suszy, nadmiarze wody, niskiej czy wysokiej temperatury,

e/Nasiona o wysokim wigorze szybko kiełkują, wschody roślin są również szybkie i równomierne co powoduje, że rośliny mogą uniknąć suszy. Wysoki wigor nasion ogranicza zakres powstawania „piętrowych wschodów”.

„Piętrowe wschody” – przyczyny

a/Środowisko - zróżnicowanie typu, rodzaju i wilgotności gleby, sposobu uprawy roślin czyli uprawy gleby, nawożenia, jakości pracy maszyn. Te elementy są względnie dobrze poznane.

b/Wigor nasion -generalnie niski i przede wszystkim zróżnicowany poziom wigoru nasion, pomiędzy pojedynczymi nasionami. Zróżnicowany poziom wigoru nasion spowodowany jest

niesprzyjającymi warunkami pogodowymi w czasie wzrostu nasienników, nieodpowiednią technologią uszlachetniania nasion, kiepską technologią ich otoczkowania w tym nierównomiernym zaprawianiem nasion pestycydami. Sprzedaż starych nasion przechowywanych w szarej otoczce przez np. rok daje podobne negatywne efekty. Niski wigor może mieć również podłoże genetyczne.

Rozpoznawanie przyczyn „piętrowych” wschodów

a/Gdy nierównomierne (piętrowe) wschody występują placami na polu – wtedy można przypuszczać, że jest to spowodowane czynnikami środowiskowymi.

b/Gdy piętrowe wschody występują w rzędzie, gdy obok siebie rosną małe i duże rośliny, podobnie jak w sąsiednich rzędach – można przypuszczać, że za piętrowe wschody odpowiada niski wigor nasion.

c/ Regularne powtarzanie się lepszych czy gorszych wschodów w rzędach, co pewną określoną odległość, może wskazywać na zróżnicowanie pracy maszyn rolniczych np. siewników.

Zależność pomiędzy laboratoryjną zdolnością kiełkowania (LZK) a wigorem nasion.

a/Zdolność kiełkowania (LZK), oceniamy zgodnie z zasadami International Seed Testing Association (ISTA), w laboratorium w optymalnych warunkach temperatury, wilgotności i jakości podłoża kiełkowania (bibuły). W takich warunkach, po długim okresie kiełkowania – 14 dni, oceniamy żywotność nasion, ponieważ wszystkie nasiona (również słabe), zdolne do kiełkowania, powinny wykiełkować. Obecnie nasiona charakteryzują się LZK, po 14 dniach, w granicach 95-100%.

b/Wigor nasion oceniamy w laboratorium, w warunkach nie optymalnych: najczęściej we względnie niskiej temperaturze, i/lub niższej czy wyższej od optymalnej wilgotności bibuły.

Wigor nasion można również ocenić bezpośrednio w polu oceniając wielkość wschodów(energię i zdolność) oraz ich szybkość i równomierność.

c/Może tak się zdarzyć, że nasiona pochodzące z różnych odmian czy lat produkcji, charakteryzują się podobną LZK oznaczaną po 14 dniach, a zdecydowanie różnią się wigorem.(tabl.1). I odwrotnie - nasiona o różnym wigorze mają podobną LZK.

d/W konsekwencji opieranie się przez koncerny cukrownicze, na LZK, jako podstawowym kryterium jakości nasion, nie daje pełnej informacji o ich zachowaniu w polu – uderza bezpośrednio w interesy plantatorów i pośrednio również w interesy przemysłu cukrowniczego.

Poniżej fotografie pokazujące różnice w wigorze nasion o podobnej zdolności kiełkowania

Fot.1. Siewki kapusty wyrosłe z nasion o zbliżonej zdolności kiełkowania ale mniejszym (z lewej) i większym (z prawej) wigorze.

Fot. 2. A/ Z lewej - siewki rzepaku z kultur wodnych, po 7 dniach od wschodów. Z lewej wysoki wigor z prawej niski wigor nasion

B/Nasiona soi wyrosłe z nasion o niskim ( z lewej) i wysokim wigorze z prawej.

2.Ocena jakości nasion oferowanych na rynku polskim przez 9 firm hodowlano - nasiennych w latach 2016-2019.

Na podstawie wyników Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego (PDO) publikowanych przez COBORU, obliczono średnie wartości cech jakościowych nasion, dla wszystkich odmian danej firmy w latach 2016-2019.

Cechami tymi były, określane przez Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy:

a/ LZK , po 4 i 14 dniach kiełkowania w temperaturze 15 ⁰C i 40% wilgotności podłoża, b/ LZK oznaczana w temperaturze 10 ⁰C, po 6 dniach i optymalnej wilgotności bibuły (65%)

A B

c i d/ określona przez COBORU, Polowa Energia Wschodów (PEW) i Polowa Zdolność Wschodów (PZW). Ponadto dla każdej firmy i cechy obliczono współczynnik zmienności będący miarą zróżnicowania jakości nasion oferowanych przez firmę. Dane dotyczące jakości cech laboratoryjnych przedstawiono w tabeli 1.

Ocena laboratoryjna jakości nasion.

Tabl.1. Średnie wartości laboratoryjnych cech jakościowych (wigoru) nasion buraka,

ocenianych w laboratorium w 15 ⁰C i 40% wilgotności podłoża (symulowana susza) oraz 10

0C i 65% wilgotności podłoża(symulowany chłód), oferowanych na polskim rynku w latach 2016-2019, przez 9 firm hodowlano-nasiennych.

* współczynnik zmienności pokazuje zróżnicowanie jakości nasion różnych odmian oferowanych przez jedną i tą samą firmę. Im wyższy tym gorzej (większe zróżnicowanie)

a/Do 3 firm oferujących nasiona o najlepszej jakości ( średnie z LZK i współczynnika zmienności, w warunkach symulowanego chłodu i suszy) należały:

Florimond Desprez (LZK -60%, wsp. zmienności 23,5%), Syngenta/DLF (LZK -52,9% wsp.

zmienności 30,7%) i Betaseed (LZK 52,0% i wsp.zmien. 32,1%).

Najgorsze nasiona sprzedawane były przez: KHBC ((LZK 16,8%, wsp. zmien.141,5%) , Maribo/Hilleshoeg (LZK 31,9%, wsp.zmienn. 99,0%) i WHBC (LZK 43,2%, wsp.zmien.66,2%).

b/Plantatorzy wymagają nasion nie tylko o wysokim ale również stałym w latach, poziomie wigoru nasion. Dane zawarte w tabeli, oraz obliczenia statystyczne wskazują, że im niższa

Firmy

Liczba odmian

15 ⁰C, 40% wilg. 10 ⁰ C, 65% wilg.

4 dni 14 dni 6 dni

LZK

%

Wsp.*

zmienn.

%

LZK

%.

Wsp.

zmienn.

%

LZK

%

Wsp.

zmienn

%

Syngenta/DLF 4 54,0 30,7 99,8 0,4 51,8 30,7

Betaseeds 5 46,8 27,8 98,2 0,8 57,2 36,4

Florimond Desprez 10 70,8 13,8 99,5 0,7 49,2 33,1

KHBC 12 25,2 108,3 97,8 2,4 8,3 174,7

KWS 8 51,8 35,5 99,0 0,3 56,1 30,5

Maribo/Hilleshoeg 5 36,0 86,1 99,6 0,5 27,8 111,9

SES/VdH 12 56,7 51,4 99,7 0,5 42,9 67,4

Strube 9 56,3 48,1 99,4 0,5 40,3 85,1

WHBC 7 43,0 54,4 99,6 0,5 43,4 78,0

Średnia 49,0 50,7 99,2 0,73 41,9 72,0

jakość oferowanych nasion, tym wyższe jej zróżnicowanie pomiędzy odmianami, w tym samym roku badań, jak i pomiędzy różnymi latami.

c/ LZK określana po 14 dniach, oznaczająca żywotność nasion, dla wszystkich firm wahała się od 98,2 do 99,8%. Wskazuje to na brak zróżnicowania żywotności ale jednocześnie na duże zróżnicowanie wigoru nasion(dane dotyczące LZK w symulowanej suszy i chłodzie)

Ocena polowa jakości nasion

Charakterystykę przebiegu polowej zdolności wschodów pokazano w tabeli 2.

Tabl.2 Średnie wartości polowych cech jakościowych nasion buraka, oferowanych na polskim rynku w latach 2016-2019, przez 9 firm hodowlano-nasiennych

Firmy Liczba

odmian

PEW % Współczynnik.

zmienności.

%

PZW

%.

Współczynnik.

zmienności.

%

Syngenta/DLF 4 17,2 32,6 83,5 4,3

Betaseeds 5 12,5 37,7 81,7 5,6

Florimond Desprez 10 21,9 42,5 83.7 4,6

KHBC 12 8,5 43,5 82,1 4,3

KWS 8 15,2 44,9 85,0 3,5

Maribo/Hilleshoeg 5 13,8 55,4 85,3 4,7

SES/VdH 12 17,7 47,9 84,3 3,6

Strube 9 16,3 58,1 84,0 4,3

WHBC 7 13,5 36,1 85,5 3,8

Średnia 15,2 44,3 83,9 4,3

a/ Wielkość końcowych wschodów (PZW), była bardzo zbliżona i wahała się od 81,7 do 85,5%, niezależnie od dużych różnic w PEW i laboratoryjnej oceny wigoru nasion (tabl.1). Można więc uznać, że PZW nie jest już parametrem różnicującym jakość nasion, ponieważ bardziej określa ich żywotność niż wigor.

b/Wśród 9 firm, nasiona o największej PEW (21,9%) oferowała firma Florimond Desprez, najniższą jakość (8,5%) reprezentowały nasiona KHBC. Do drugiej grupy jakości należały firmy SES/VdH (17,7%), Syngenta/DLF (17,2%), Strube (16,3%) oraz KWS (15,2%). Trzecia grupa jakości obejmowała firmy: Maribo/Hilleshoeg (13,8%), WHBC i Betaseeds (12,5%) c/Uzyskane w latach 2016-19 wyniki, są w dużym stopniu podobne do rezultatów uzyskanych w badaniach jakości nasion prowadzonych w roku 2020, przez Suedzucker.

Czy wykonując analizy laboratoryjne można przewidzieć PEW ?

a/wykonanie analiz laboratoryjnych jest szybsze, prostsze i niezależne od okresu wegetacyjnego.

b/Istnieje bardzo duża zależność pomiędzy oceną laboratoryjną nasion w warunkach symulowanej suszy (również chłodu - danych nie pokazano) i PEW. Gdy LZK w temperaturze 15⁰C i 40% wilgotności podłoża rośnie o 10% to PEW zwiększa się o 2,7%. Dane te oznaczają, że można uzyskać miarodajne informacje o zachowaniu nasion w polu, wykonując odpowiednią ocenę laboratoryjną ich wigoru .

Czy i jak koncerny cukrownicze korzystają z oceny wigoru nasion ?

a/T

ylko koncern Pfeifer und Langen, (P&L) od początku tego wieku, akceptuje nasiona do wysiewu w Polsce, w oparciu o ocenę ich wigoru, wykonaną przez holenderski instytut buraka cukrowego (IRS).Dopuszczone do wysiewu w Polsce nasiona, powinny charakteryzować się LZK określaną po 10 dniach w temperaturze 10 ⁰C na poziomie 94%.

b/Inne koncerny cukrownicze, przy wyborze nasion, kierują się ich zdolnością kiełkowania, (minimum 95% po 14 dniach), co nie jest kryterium różnicującym ich jakość. Niezdawanie sobie sprawy, przez większość koncernów cukrowniczych, ze znaczenia wigoru nasion, szczególnie w warunkach suszy, uderza w interesy plantatorów i również cukrownictwa.

c/ Plantatorzy, jeżeli bezpośrednio nie porównają przebiegu wschodów roślin z różnych nasion u siebie i np. u sąsiada, nie są w stanie ocenić wigoru własnych nasion. Dlatego ich interesy w tym względzie powinny być chronione przez KZPBC i koncerny cukrownicze. Szkoda, że tak się nie dzieje.

Analiza jakościowej oferty nasion na polskim rynku.

a/ Każda firma może zaoferować przemysłowi cukrowniczemu nasiona o wysokiej jakości.

(tabl. 3).

b/Każda firma również oferuje koncernom cukrowniczym nasiona o obniżonej jakości.

Wartości minimalne i maksymalne poszczególnych cech, określających wigor nasion różnią się kilkukrotnie lub nawet kilkudziesięciokrotnie.

c/Każda firma nasienna jest w stanie samodzielnie dokonać oceny wigoru nasion przed skierowaniem ich do sprzedaży. W związku z tym ma świadomość potencjalnych negatywnych konsekwencji wysiewu nasion o niskim wigorze.

Oferowanie niskiej jakości nasion na polskim rynku, wynika z jego lekceważenia (za niską cenę macie niską jakość nasion), zmian organizacyjnych i personalnych w firmach nasiennych, rzadziej z nieudolności.

d/Porównanie wyników oceny jakości nasion w latach 2011-15 i 2016-19, wykazało poprawę lub pogorszenie jakości nasion oferowanych przez poszczególne firmy. Wskazuje to na konieczność corocznego monitorowania jakości nasion przez koncerny cukrownicze.

e/Duże zróżnicowanie jakości nasion, nawet w obrębie jednej firmy, uderza w interesy plantatorów którzy powinni mieć zabezpieczoną dostawę nasion o względnie stałej wysokiej jakości.

Tabl. 3. Zróżnicowanie jakości nasion (wartości maksymalne i minimalne wybranych cech nasion) oferowanych przez każdą z firm.

f/Informacja o poziomie wigoru wysiewanych nasion ma kluczowe znaczenie dla plantatorów.

Gdyby COBORU był w stanie pobrać próby nasion wiosną, w roku siewu a UTP przeprowadził ocenę laboratoryjną przed siewem – jej wyniki mogłyby być wykorzystywane przez koncerny cukrownicze i plantatorów buraka, w roku siewu.

Firma Rok Odmiana Wartości

maks/

min.

LZK 15 ⁰C LZK 10 ⁰C PEW 40% wilg. 65% wilg. %

4 dn. 6 dn.

Syngenta /DLF

2019 Fronta Maks. 73 76 26,6

2017 Bravura Min. 38 36 11,9

Betaseed 2017 BTS 2160 Maks. 65 84 12

2016 BTS 2160 Min. 31 23 6,9

Florimond Desprez

2018 FD Coach Maks. 85 70 23,4

2017 Candimax Min. 69 22 6,9

KHBC 2019 Krajan Maks. 89 49 15,3

2017 Kujavia Min. 0 0 9,4

KWS 2018 Panorama Maks. 77 83 12,3

2017 Toleranza Min. 32 38 10,3

Maribo/

Hilleshoeg

2018 Pacific Maks. 93 92 18,7

2017 Diplomat Min. 3 1 2,0

SES/VdH 2016 Fala Maks. 80 74 22,6

2017 Kagu Min 1 0 1,0

Strube 2017 Mazur Maks. 95 93 21,4

2017 Jagger Min 27 1 2,1

WHBC 2017 Marynia Maks. 55 86 11,6

2018 Marynia Min 5 0 8,9

Średnie Maks. 79,1 78,6 17,6

Min 22,9 13,4 7,2

g/Obecnie, wyniki oceny wigoru nasion dokonywane przez COBOU, są dostępne po zbiorze buraków czyli mają znaczenie historyczne.

3.Praktyczne efekty stosowania nasion o niskim wigorze, powodujących

„piętrowe wschody”

a/niski wigor nasion opóźnia ich kiełkowanie oraz rozwój systemu korzeniowego buraków.

Pierwotną, przyczyną ”piętrowych” wschodów jest niski wigor nasion. Powstała w okresie wschodów, zmienność w wielkości roślin, jest później modyfikowana przez czynniki środowiskowe. Szybkość wzrostu roślin, szybko i wolno wschodzących, jest zbliżona, co powoduje, że początkowe różnice we wschodach, często utrzymują się do zbioru roślin.

W Katedrze Fizjologii Roślin SGGW, prowadzono badania na nierównomiernie kiełkujących nasionach, jednej z odmian buraka. W momencie pojawienia się korzenia zarodkowego, nasiona przenoszono do gleby. Opóźnienie kiełkowania nasion w laboratorium odpowiednio o 2,4,6,8 dni (w stosunku do nasion najszybciej kiełkujących), było związane z niższą liczbą i powierzchnią liści oraz masą nadziemną roślin. Rośliny które wzeszły na początku wschodów miały większy system korzeniowy, niż te które wzeszły później, przez co, jak można przypuszczać były mniej wrażliwe na suszę.

b/Wpływ „piętrowych” wschodów na plon korzeni Zależy od:

- liczby roślin wschodzących pierwszego, drugiego, trzeciego ……….. dziesiątego itd.

dnia po rozpoczęciu wschodów i ich udziału w końcowej obsadzie roślin.

- zmniejszenia masy korzenia i ewentualnego pogorszenia jego jakości technologicznej zależnie od kolejnego dnia wschodów.

W Katedrze Fizjologii Roślin SGGW, wysiewano ręcznie na polu, co 20 cm w rzędzie, po 4 nasiona na okręgu o średnicy 8 cm. Po wschodach dokonywano selekcji tworząc poletka o wczesnych wschodach ( rośliny wzeszły 11 dni po siewie), średnio-wczesnych (12-13 dni po siewie) i późnych (14 dni po siewie). Kontrolę stanowiło poletko w którym rośliny wzeszłe w 3 terminach stanowiły po 30% (wschody mieszane).Średnia masa korzenia z każdego poletka była następująca (kg): wschody wczesne -0,91, średnio-wczesne – 0,89, późne 0,79 i mieszane 0,85.

c/nierównomierny wzrost i rozwój roślin, związany z niskim wigorem nasion bardzo utrudnia walkę z chwastami w tym prawidłowe stosowanie herbicydów.

d/niski wigor nasion powoduje, że część powierzchni pola jest nieefektywnie zajęta przez słabsze siewki. Ta powierzchnia nie może być efektywnie wykorzystana prze rośliny silniejsze.

Według badań angielskich równomierna obsada powoduje wzrost plonu w granicach 1t/ha korzeni. W badaniach własnych nasiona o wysokim wigorze tej samej odmiany pozwoliły na uzyskanie technologicznego plonu cukru większego o 0,5 t/ha w porównaniu z wigorem niższym. Końcowe wschody polowe i obsada roślin były bardzo podobne w obu wariantach nasion.

d/ zróżnicowanie masy i wielkości buraków w czasie zbioru powoduje zwiększenie strat korzeni w czasie zbioru kombajnowego w wyniku nieprawidłowego ogławiania buraków i różnego rodzaju strat korzeni.

Podsumowanie

1.Wszystkie prognozy wskazują na wzrost częstotliwości występowania wiosennej suszy glebowej na terenie Polski, szczególnie na terenie Wielkopolski, Kujaw, Ziemi Łódzkiej, Pojezierza Dobrzyńskiego i Chełmińskiego oraz Pomorza Zachodniego.

2.Wysoki wigor nasion, może stanowić istotny element strategii unikania suszy przez buraki.

3.Prowadzona dotychczas przez COBORU, ocena jakości nasion ma znaczenie historyczne, ponieważ może być wykorzystywana w następnym roku, a nie w roku siewu nasion. Gdyby COBORU był w stanie pobrać próby nasion wiosną, w roku siewu a UTP przeprowadził ocenę laboratoryjną przed siewem – jej wyniki mogłyby być wykorzystywane przez koncerny cukrownicze i plantatorów buraka, w roku siewu.

4.Koncerny cukrownicze oraz związki plantatorów (z wyjątkiem P&L) wydają się mało zainteresowane oceną wigoru nasion buraka cukrowego, koncentrując się na ocenie LZK po 14 dniach. Ocena LZK w warunkach polowych jest kiepskim miernikiem jakości nasion.

5.System zakupu nasion przez koncerny cukrownicze w oparciu o LZK (wyjątek koncern P&L) uderza w interesy plantatorów i przemysłu cukrowniczego. Cena nasion powinna być również zależna od ich wigoru a koncerny cukrownicze nie powinny wykorzystywać swojej uprzywilejowanej pozycji w czasie negocjacji cenowych z firmami nasiennymi.