Digital Library
Institute of Soil Science and Plant Cultivation
State Research Institute
error.top-level-communites
Recent Submissions
Wpływ pyłu kamiennego na ograniczenie fitoprzyswajalności miedzi, niklu i cynku z gleb zanieczyszczonych tymi pierwiastkami
(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2019) Jakubowski, Marek
Celem przeprowadzonych badań było sprawdzenie reakcji mozgi trzcinowatej (Phalaris arundinacea) na zanieczyszczenie gleby miedzią, niklem i cynkiem oraz na zastosowany dodatek odpadowego pyłu skalnego do gleby i jego wpływu na zmianę właściwości gleby. Badania prowadzono w latach 2011 – 2012, w obetonowanych mikropoletkach o powierzchni 1 m2, wypełnionych glebą lekką symulacyjnie zanieczyszczoną metalami, z którą wymieszano pył kamienny do głębokości 20 cm. Doświadczenie założono jako dwuczynnikowe, w układzie kompletnej randomizacji, w czterech powtórzeniach. Pierwszym czynnikiem był rodzaj i poziom zanieczyszczenia gleby metalami, obejmujący 10 obiektów: kontrolę bez metali oraz po trzy poziomy zanieczyszczenia miedzią (Cu1-Cu3), niklem (Ni1-Ni3) i cynkiem (Zn1-Zn3). Drugi czynnik stanowiła remediacja gleby obejmująca kontrolę bez remediacji oraz remediację pyłem kamiennym w dawce 3 kg.m-2. Określono plony części nadziemnej rośliny po każdym sezonie wegetacyjnym oraz plony korzeni po zakończeniu badań. W próbkach roślinnych oznaczano zawartości badanych metali, a w częściach nadziemnych również zawartość makroelementów. Przed założeniem doświadczenia oraz po zakończeniu każdego okresu wegetacji w próbkach gleby oznaczono zawartość Cu, Ni i Zn po ekstrakcji 1M HCl, a także skład granulometryczny, zawartość węgla organicznego, pH, kwasowość hydrolityczną, sumę zasad i pojemność sorpcyjną. Scharakteryzowano również skład mineralogiczny i chemiczny odpadowego pyłu kamiennego oraz jego właściwości fizyczne. Wyniki badań wskazują, że mozga trzcinowata uprawiana na glebie zanieczyszczonej metalami dobrze tolerowała nadmiar miedzi w podłożu do zawartości około 250 mg·kg-1, niklu do 140 mg·kg-1 oraz cynku do poziomu 560 mg·kg-1. Roślina najłatwiej pobierała z gleby cynk i transportowała go w znacznym stopniu do części nadziemnej, co świadczy o możliwości zastosowania jej do fitoekstrakcji cynku z gleby średnio zanieczyszczonej tym pierwiastkiem. Aplikacja pyłu kamiennego do gleby zanieczyszczonej metalami wpłynęła na ograniczenie ich dostępności i fitoprzyswajalności oraz zmianę dystrybucji w roślinie pomiędzy korzeniami a częścią nadziemną. Pozytywny efekt dodatku pyłu do gleby zanieczyszczonej miedzią, niklem i cynkiem, w postaci wzrostu tolerancji mozgi trzcinowatej na metale, ujawniał się dopiero przy odpowiednio wysokim poziomie zawartości tych pierwiastków w glebie.
Profil wolnych aminokwasów Stellaria media (L.) Vill. i Viola tricolor L. jako wskaźnik reakcji na czynniki środowiskowe
(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2018) Dziągwa-Becker, Magdalena
Prezentowana praca doktorska ma charakter metodyczno-badawczy i składa się z dwóch etapów. W I Etapie została opracowana metoda oznaczania wolnych aminokwasów w świeżym materiale roślinnym z wykorzystaniem techniki chromatografii cieczowej z analizatorem mas typu potrójny kwadrupol (LC-MS/MS). W II Etapie badań wykorzystano opracowaną metodę do oceny wpływu warunków środowiskowych na zawartość wolnych aminokwasów w powszechnie towarzyszących człowiekowi popularnych chwastach segetalnych, często będących wartościowym materiałem zielarskim wykazującym właściwości lecznicze. Badano profil wolnych aminokwasów białkowych w gwiazdnicy pospolitej, fiołku trójbarwnym i fiołku polnym. Pomimo, że pula wolnych aminokwasów jest średnio o 100 - 1000 razy mniejsza niż aminokwasów wbudowanych w białka, to ich rola w metabolizmie roślin jest znacząca. Oprócz funkcji budulcowej białka, stanowią one materiał do biosyntezy innych związków azotowych, takich jak nukleotydy, fitohormony lub metabolity wtórne. W przyrodzie występuje ponad 300 aminokwasów, wśród których 20 uważa się za podstawowe aminokwasy białkowe. W prezentowanej pracy oznaczono jakościowo i ilościowo 19 z nich, za wyjątkiem cysteiny. W ramach I Etapu badań przeprowadzono optymalizację i walidację opracowanej metody oznaczania aminokwasów. Na optymalizację składało się określenie procedury przygotowania próbki, dobór parametrów chromatograficznych i parametrów spektrometru mas. Przy walidacji uwzględniono dobór przejść jonowych dla każdego związku, krzywą kalibracyjną, precyzję, dokładność, LOD i LOQ. Walidację przeprowadzko w oparciu o wytyczne zawarte w dokumencie ICH Q2(R1) (2005) i SANCO (2014). Opracowana metoda okazała się powtarzalna, wiarygodna i czuła. Dzięki temu mogła być z powodzeniem użyta w dalszym etapie badań do oznaczania profili wolnych aminokwasów w badanych chwastach. W II Etapie materiałem badawczym była gwiazdnica pospolita, fiołek trójbarwny i fiołek polny, pochodzące z kilku siedlisk naturalnych w rejonie Dolnego Śląska, a także rośliny hodowane w warunkach kontrolowanych w komorach klimatycznych. Czynnikiem różnicującym była gleba o zmiennych właściwościach fizykochemicznych takich jak odczyn, skład granulometryczny, zawartość węgla organicznego oraz przyswajalnego fosforu i potasu. Do badań pobierano całe rośliny w pełnej dojrzałości (BBCH 5). Przeprowadzone badania wykazały, że wszystkie trzy gatunki chwastów zawsze zawierały pełny komplet 19 aminokwasów. Stwierdzono również, że większa zawartość węgla organicznego i frakcji iłu, a co za tym idzie większa zawartość azotu, powodowały wzrost całkowitej zawartości aminokwasów w badanych roślinach, w stosunku do gleb charakteryzujących się mniejszą żyznością. Dzięki temu zawartość wolnych aminokwasów w chwastach mogła być wskaźnikiem żyzności gleb, na których chwasty te rosły. Ponadto zauważono, że warunki glebowe wyraźnie różnicowały poziom całkowitej zawartości wszystkich aminokwasów łącznie, nie wpływając znacząco na procentowy udział poszczególnych aminokwasów w ich całkowitej puli, który pozostawał względnie stały dla danego gatunku. Dominującymi aminokwasami, mającymi ponad 70% udziału w puli wszystkich 19 badanych, były w przypadku gwiazdnicy - glutamina, kwas glutaminowy i asparaginowy, a w przypadku fiołka trójbarwnego i polnego - alanina i walina. Dodatkowo stwierdzono, że fiołek trójbarwny i fiołek polny charakteryzowały się większym udziałem aminokwasów egzogennych niż gwiazdnica pospolita, co świadczy o większej wartości odżywczej fiołków. Możliwość przyszłego wykorzystania wyników rozprawy związana jest głównie z zastosowaniem opracowanej metody analitycznej w różnego rodzaju badaniach naukowych, 1 głównie związanych z monitorowaniem stresu oksydacyjnego u roślin, który objawia się zmianami w profilu aminokwasowym. Jednym z ciekawszych zagadnień może być użycie metody do monitorowania stresu herbicydowego w roślinach uprawnych.
Zastosowanie klasyfikacji obiektowej zdjęć satelitarnych do weryfikacji granic gatunków gleb
(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2018) Miturski, Tomasz
Gleba stanowi główny element siedliska rozwoju rośliny, stąd posiadanie informacji o jej właściwościach i przestrzennym rozmieszczeniu (mających wpływ na rozwój roślin uprawnych) stanowi podstawę świadomej i racjonalnej produkcji rolnej. Głównym źródłem informacji o przestrzennej lokalizacji gatunków gleb, w Polsce, są mapy glebowe oraz mapy glebowo-rolnicze. Aktualnie poszukuje się szybkich i tanich metod weryfikacji i aktualizacji treści zawartych na tych mapach. Jedną z takich metod jest wykorzystanie zobrazowań satelitarnych wierzchniej warstwy ziemi. W ramach niniejszej rozprawy dokonano określenia możliwości zastosowania techniki klasyfikacji obiektowej zobrazowań satelitarnych do wyznaczenia granic gatunków gleb, a także oceny efektywności zastosowania szeregu czasowego wskaźników teledetekcyjnych i numerycznego modelu terenu w procesie klasyfikacji obiektowej. Do badań wykorzystano numeryczne modele terenu oraz wartość minimalną, maksymalną, medianę i średnią szeregu czasowego zobrazowań pozyskanych z satelity Landsat 8, dla których obliczone zostały wskaźniki teledetekcyjne: znormalizowany różnicowy wskaźnik wegetacji (NDVI), znormalizowany różnicowy wskaźnik wody (NDWI), temperatura radiacyjna gruntu. Badania zostały przeprowadzone na obszarze czterech gmin o zróżnicowanych warunkach środowiskowych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, iż zastosowanie techniki klasyfikacji obiektowej do określenia gatunków wierzchniej warstwy gleb na podstawie zobrazowań satelitarnych z satelity Landsat 8 oraz numerycznego modelu terenu, daje wyniki nieco mniej dokładne lub zbliżone do informacji o gatunkach zawartych na mapach glebowo-rolniczych w skali 1:25 000. Dzięki przeprowadzonej pracy badawczej, zauważone zostały czynniki techniczne jak i metodologiczne które mają wpływ na dokładność wyników oraz zaproponowano możliwość ich udoskonalenia. Wnioski płynące z pracy dowodzą potrzeby dalszego poszukiwania metod szybkiej i w wierzchniej warstwy gleby.
Przydatność wybranych odmian pszenicy jarej do jesiennego siewu
(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2017) Wyzińska, Marta
Celem pracy była ocena przydatności wybranych odmian pszenicy jarej do jesiennego siewu. Badania polowe realizowano w trzech punktach doświadczalnych oraz wykonano analizy laboratoryjne ziarna. Zakres badań obejmował ocenę wpływu terminu siewu i odmiany pszenicy na: występowanie poszczególnych faz rozwojowych pszenicy, liczbę pędów i gromadzenie suchej masy w fazie krzewienia i strzelania w źdźbło, plonowanie i cechy struktury plonu oraz jakość ziarna. W badaniach uwzględniono trzy terminy siewu (dwa jesienne i jeden wiosenny) oraz pięć odmian pszenicy jarej (Tybalt, Cytra, Bombona, Monsun, Parabola). Z badań wynika, że długość okresu wegetacji i poszczególnych faz rozwojowych pszenicy zależała od terminu siewu oraz lokalizacji doświadczenia. Opóźnienie terminu siewu powodowało skrócenie okresu wegetacji a także trwania poszczególnych podokresów. Stwierdzono wpływ terminu siewu na liczbę pędów z rośliny w fazie krzewienia i strzelania w źdźbło. W fazie krzewienia we wszystkich miejscowościach, większą liczbą pędów charakteryzowały się rośliny z siewu w terminie pierwszym jesiennym. Natomiast w fazie strzelania w źdźbło zarówno w Bezku, jak i Czesławicach większą liczbę pędów na roślinach stwierdzono na obiektach zasianych wiosną. Termin siewu istotnie różnicował plon suchej masy z rośliny oraz z jednostki powierzchni. Wyższe wartości tych cech stwierdzono na obiektach z jesiennymi siewami. Odmiany pszenicy reagowały zwyżką plonu w warunkach jesiennych terminów siewu w porównaniu do osiągniętych w warunkach siewu wiosennego. Do najwyżej plonujących w tych terminach należy zaliczyć odmiany Tybalt i Monsun. Stwierdzono zróżnicowanie w latach cech struktury plonu. Liczba roślin i kłosów z jednostki powierzchni oraz rozkrzewienie produkcyjne zależały istotnie od obu badanych czynników (odmiana pszenicy, termin siewu) oraz warunków występujących w punktach doświadczalnych. Czynniki doświadczenia wpływały istotnie na wartość technologiczną ziarna pszenicy. Najbardziej zmienną cechą jakości pod wpływem czynników doświadczenia była ilość i jakość glutenu.
Efektywność plonotwórcza siarki i azotu w produkcji żyta jarego
(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2016) Narolski, Bartosz
W celu rozpoznania wpływu siarki nawozowej na plonowanie i jakość żyta jarego oraz zawartość i akumulację azotu i siarki w roślinie przeprowadzono ścisłe 3-letnie doświadczenie polowe. Przedmiotem doświadczenia było żyto jare (Secale cereale L.) odmiany Bojko nawożone zróżnicowanymi dawkami azotu (czynnik I) i siarki (czynnik II). Eksperyment przeprowadzono w latach 2009-2011 według metody split-plot, w gospodarstwie indywidualnym w Malicach koło Hrubieszowa, na glebie średniej brunatnej dystroficznej typowej (BDt), wytworzonej z gliny piaszczystej średnioziarnistej (gpśr) [PTG 2008], zaliczonej do kompleksu żytniego dobrego. Pod przedplon, którym był ziemniak zastosowano obornik bydlęcy w dawce 30 t·ha-1. Doświadczenie obejmowało 2 czynniki (w czterech powtórzeniach): 1. Nawożenie azotem w dawce: 0, 30, 60, 90 kg·ha-1 2. Nawożenie siarką w dawce: 0, 40 kg·ha-1 W trzech fazach wegetacji żyta jarego pobrano i przeanalizowano próbki materiału roślinnego (1- BBCH 30-31: liście, 2- BBCH 55-59: całe rośliny, 3 - BBCH 89-92: ziarno i słoma). W próbkach tych oznaczono plon suchej masy. W suchej masie ziarna i słomy oznaczono zawartość i akumulację ogólnych form N i S. Przed zbiorem roślin oznaczono komponenty plonu: MTZ, ilość ziaren w kłosie, obsadę roślin na 1 m2, długość kłosa i wysokość roślin. Po zbiorze roślin oznaczono plon z poletka, który następnie przeliczono na t·ha-1. W próbkach ziarna oznaczono zawartość białka ogólnego, skrobi i liczbę opadania. Obliczono charakterystyki nawożenia żyta azotem i siarką: efektywność rolniczą, fizjologiczną, indeks żniwny N i S, wykorzystanie N i S, wskaźnik efektywności końcowej N i S. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że żyto jare odmiany Bojko wykazało dodatnią reakcję na nawożenie azotem i siarką wyrażoną wielkością i jakością plonów. Najkorzystniejszy wpływ na plon ziarna żyta jarego oraz jego strukturę, cechy biometryczne i jakość technologiczną oraz chemiczną ziarna miało zastosowanie azotu (czynnik I) w dawce 60 i 90 kg·ha-1 oraz siarki (czynnik II) w ilości 40 kg·ha-1. Natomiast zastosowanie dawki 30 kg N·ha-1, bez względu na dodatek siarki, było niewystarczające dla realizacji potencjału plonotwórczego żyta. Wartość badanych cech plonu i jakości ziarna żyta jarego były silniej determinowane przez nawożenie azotem i jego współdziałaniem z warunkami pogodowymi niż przez nawożenie siarką. Obserwowano wzrost plonu biomasy żyta zebranego w fazie BBCH 30-31 i BBCH55-59, proporcjonalnie do zastosowanej dawki azotu, oraz wzrost wartości omawianych cech. Zastosowane nawożenie sprzyjało generalnie akumulacji azotu i siarki. Akumulacja jednostkowa azotu i siarki zależała istotnie od nawożenia azotem i wynosiła średnio 28,45 kg N·t-1 i 2,45 kg S·t-1. Nawożenie azotem i siarką nie wpływało istotnie na indeks żniwny azotu, natomiast obniżało indeks żniwny siarki. Przeciętnie indeks żniwny azotu wyniósł 75,85% a siarki 46,32%. Spośród badanych kombinacji najwyższą efektywność rolniczą i fizjologiczną wykorzystania azotu wykazano w warunkach zwiększenia nawożenia azotem do 60 kg·ha-1 z równoczesnym dodatkiem 40 kg S·ha-1. Biorąc pod uwagę wszystkie badane kombinacje nawożenia azotem i siarką należy stwierdzić, że najwyższe wykorzystanie azotu i najkorzystniejszy wskaźnik efektywności końcowej obliczono również dla obiektu, w którym zastosowano 60 kg N·ha-1 i 40 kg S·ha-1. Ta kombinacja powinna więc być zalecana do stosowania w praktyce nawożenia żyta jarego azotem i siarką. Wzrost nawożenia żyta azotem do 90 kg·ha-1 także wykazuje słabszy efekt, ponieważ powoduje zmniejszenie wykorzystania azotu, a dodatek siarki nawozowej zmniejsza jej wykorzystanie przez ziarno. Podsumowując należy stwierdzić, że w warunkach ujemnego bilansu siarki w glebach uprawnych konieczne jest stosowanie siarki nawozowej. Ponieważ rolnictwo polskie przechodzi na integrowany system produkcji proponuje się aby wariant 60 kg N·ha-1 w powiązaniu z 40 kg S·ha-1 był zalecany do stosowania w uprawie żyta jarego.