Browsing by Author "Czopek, Katarzyna"
Now showing 1 - 9 of 9
Results Per Page
Sort Options
Item Effects of Polymer Application Rates on Yield and Photosynthesis in Faba Bean and Pea(MDPI, 2025) Czopek, Katarzyna; Staniak, MariolaClimate change exacerbates soil moisture deficits, necessitating efficient water retention strategies. Superabsorbent polymers (SAPs) offer a potential solution to enhance water availability for crops during dry periods. Faba bean (Vicia faba L.) and pea (Pisum sativum L.) were selected as model legumes due to their high nutritional value, agricultural importance in temperate regions, and sensitivity to drought stress This study evaluated the effects of different SAP application rates on the yield and physiological performance of two legume species: faba bean (cv. Granit) and pea (cv. Batuta). The two-year (2017–2018) field experiments employed a randomized block design with four replicates. Treatments included three SAP doses: 0 (control, SAP0), 20 (SAP20) and 30 (SAP30) kg·ha−1. The study was conducted over two years with contrasting weather: 2017 was wetter but had uneven rainfall distribution, while 2018 was drier and characterized by moisture deficits during critical growth stages. SAP application significantly increased seed yield in faba bean and pea, with the most favorable effect observed at 20 kg ha (average yield increase of 23.6% and 17.3%, respectively). SAP did not affect yield components in faba bean. However, in peas, an increase in pod number and seed number per plant was observed with the SAP30 dose compared to the SAP20 dose. Application of superabsorbent at a dose of 20 kg ha−1 significantly increased photosynthesis rate in faba bean, the Fv/Fm index in the tested species, and the PI in peas compared to the control. However, the superabsorbent did not affect transpiration rate or the WUE coefficient in the tested legume species. Significantly higher yields in faba bean and pea and all tested plant structure parameters in pea were recorded in 2018 compared to 2017. The tested parameters of gas exchange and chlorophyll fluorescence were higher in pea in 2018 (except for transpiration intensity) and in faba bean in 2017. The findings suggest that SAPs can be a useful tool to mitigate water stress effects in legumes, although their effectiveness depends on environmental conditions. Therefore, SAP application may be a promising agronomic strategy in regions prone to irregular rainfall or moderate drought.Item Euphorbia-Derived Natural Products with Potential for Use in Health Maintenance(MDPI, 2019) Salehi, Bahare; Iriti, Marcello; Vitalini, Sara; Antolak, Hubert; Pawlikowska, Ewelina; Kręgiel, Dorota; Sharifi-Rad, Javad; Oyeleye, Sunday I.; Ademiluyi, Adedayo O.; Czopek, Katarzyna; Staniak, Mariola; Custódio, Luísa; Coy-Barrera, Ericsson; Segura-Carretero, Antonio; de la Luz Cádiz-Gurrea, María; Capasso, Raffaele; Cho, William C.; Seca, Ana M. L.Euphorbia genus (Euphorbiaceae family), which is the third largest genus of angiosperm plants comprising ca. 2000 recognized species, is used all over the world in traditional medicine, especially in the traditional Chinese medicine. Members of this taxa are promptly recognizable by their specialized inflorescences and latex. In this review, an overview of Euphorbia-derived natural products such as essential oils, extracts, and pure compounds, active in a broad range of biological activities, and with potential usages in health maintenance, is described. The chemical composition of essential oils from Euphorbia species revealed the presence of more than 80 phytochemicals, mainly oxygenated sesquiterpenes and sesquiterpenes hydrocarbons, while Euphorbia extracts contain secondary metabolites such as sesquiterpenes, diterpenes, sterols, flavonoids, and other polyphenols. The extracts and secondary metabolites from Euphorbia plants may act as active principles of medicines for the treatment of many human ailments, mainly inflammation, cancer, and microbial infections. Besides, Euphorbia-derived products have great potential as a source of bioactive extracts and pure compounds, which can be used to promote longevity with more health.Item Możliwości wykorzystania postępu biologicznego w uprawie soi w Polsce(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy, 2020) Czopek, Katarzyna; Staniak, MariolaItem Reakcja soi zwyczajnej (Glycine Max (L.) Merr.) na wybrane stresy abiotyczne(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy, 2018) Staniak, Mariola; Stępień, Anna; Czopek, KatarzynaItem Reakcja wybranych gatunków roślin strączkowych na różne dawki superabsorbentu(Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach, 2021) Czopek, KatarzynaW dobie obserwowanych zmian klimatycznych przyczyniających się do powstawania niedoborów wilgoci w glebie, poszukuje się skutecznych sposobów na zatrzymanie oraz racjonalne gospodarowanie wodą. Jednym z rozwiązań mających na celu dostarczenie wody dla roślin uprawnych w okresach bezdeszczowych jest zastosowanie superabsorbentu (hydrożelu). Celem podjętych badań było rozpoznanie reakcji wybranych gatunków i odmian roślin strączkowych: grochu (Pisum sativum L.) odmiany Hubal i Batuta, bobiku (Vicia faba L. ssp. minor Beck) odmiany Granit i Bobas oraz soi (Glycine max (L.) Merrill) odmiany Aldana i Merlin na działanie różnych dawek superabsorbentu. Oceniano wpływ hydrożelu na plon nasion, wybrane elementy struktury plonu, cechy budowy morfologicznej roślin, wskaźniki wymiany gazowej i fluorescencji chlorofilu, indeks zieloności liścia (SPAD) oraz skład chemiczny nasion. Wykonano ocenę ekonomiczną stosowania różnych dawek hydrożelu w uprawie grochu, bobiku i soi. Badania przeprowadzono w latach 2016-2018 w oparciu o 3 dwuczynnikowe doświadczenia polowe założone w układzie losowanych podbloków (split-block), w 4 powtórzeniach. Pierwszy czynnik badawczy stanowiła dawka superabsorbentu (SAP) (0, 20, 30 kg·ha1), zaś drugi – odmiana rośliny strączkowej. Przeprowadzono również badania uzupełniające w 2018 r. w oparciu o 3 ścisłe, dwuczynnikowe doświadczenia w komorach fitotronowych. Obiektami badań były 3 gatunki roślin strączkowych: bobik (Granit), groch (Hubal) i soja (Aldana). Czynnik pierwszy stanowiła dawka SAP (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 g·kg-1 podłoża), zaś drugim czynnikiem była częstotliwość podlewania (obiekty podlewane co 1, 3, 6, 9 dni). Doświadczenie zostało przeprowadzone metodą kompletnej randomizacji, w 4 powtórzeniach. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie superabsorbentu istotnie zwiększyło plonowanie bobiku, grochu i soi. Najbardziej efektywna była dawka 20 kg·ha-1, przy której plon nasion bobiku zwiększył się średnio o 16,6%, grochu o 15,2%, a soi o 17,7%. Czynnik genetyczny różnicował poziom plonowania soi, istotnie wyżej plonowała odmiana Merlin w porównaniu z Aldaną (średnio o 31,0%). Parametry biometryczne badanych gatunków roślin strączkowych nie były zróżnicowane w zależności od dawki superabsorbentu. Wykazano zróżnicowanie odmianowe w budowie morfologicznej soi. Odmiana Merlin była wyższa, miała wyżej osadzony pierwszy strąk oraz wytwarzała więcej strąków, nasion w strąku i nasion na roślinie w porównaniu z Aldaną. Parametry biometryczne badanych gatunków strączkowych były istotnie zróżnicowane w zależności od częstotliwości podlewania. Rośliny bobiku, grochu i soi podlewane codziennie były istotnie wyższe i wykształciły większą liczbę węzłów w porównaniu z roślinami podlewanymi co 3, 6 i 9 dni. Charakteryzowały się również istotnie większą suchą masą części nadziemnej i podziemnej. Jedynie u soi sucha masa części podziemnej była istotnie wyższa na obiekcie podlewanym najrzadziej (co 9 dni) w porównaniu z obiektami podlewanymi częściej (co 1, 3 i 6 dni). Intensywność fotosyntezy istotnie zwiększyła się po zastosowaniu hydrożelu w dawce 20 kg·ha-1, w liściach bobiku w 2017 i 2018 r. oraz soi w 2016 r., natomiast w przypadku grochu bardziej efektywna była dawka 30 kg·ha-1, ale istotne różnice zanotowano jedynie w 2016 r. Dawka zastosowanego hydrożelu nie wpłynęła na intensywność transpiracji oraz efektywność wykorzystania wody u badanych gatunków strączkowych. Wskaźniki fluorescencji chlorofilu były na ogół istotnie zróżnicowane w zależności od SAP. Średnia wartość wskaźnika opisującego maksymalną wydajność kwantową PSII (Fv/Fm) istotnie zwiększyła się po zastosowaniu dawki SAP 30 kg·ha-1 u bobiku i grochu w 2018 r. oraz dawki SAP 20 kg·ha-1 u grochu w 2017 r. Wyższymi wartościami wskaźnika Fv/Fm charakteryzowały się bobik i groch podlewane codziennie w porównaniu z obiektami podlewanymi co 3, 6 i 9 dni, natomiast u soi wartość tego wskaźnika była najwyższa na obiekcie podlewanym co 9 dni. Średnia wartość wskaźnika funkcjonowania fotosystemu II (PI) była istotnie większa po zastosowaniu superabsorbentu w dawce 20 kg·ha-1 u bobiku i grochu w 2017 r. oraz w dawce 30 kg·ha-1 u bobiku w 2017 i 2018 r. oraz grochu w 2018 r. Wartości wskaźnika PI u wszystkich badanych gatunków strączkowych była najwyższa na obiekcie podlewanych najrzadziej (co 9 dni) i wraz ze wzrostem częstotliwości podlewania jego wartość malała. Względna zawartość chlorofilu w liściach badanych gatunków strączkowych (indeks SPAD) nie była zróżnicowana w zależności od dawki hydrożelu, ale wykazano istotny wpływ odmiany na tę cechę. Wyższą średnią wartością indeksu SPAD charakteryzował się bobik odmiana Granit w porównaniu z Bobasem oraz groch odmiana Hubal w porównaniu z Batutą, ale istotne różnice zanotowano tylko w 2017 r., a w przypadku grochu także w 2016 r. We wszystkich latach badań soja odmiana Aldana wykazała się istotnie wyższą średnią wartością indeksu SPAD w porównaniu z odmianą Merlin. Istotny wpływ na indeks zieloności liścia bobiku, grochu i soi miała częstotliwość podlewania. U roślin podlewanych najrzadziej (co 9 dni) wartość indeksu SPAD była istotnie wyższa w porównaniu z roślinami podlewanymi co 1, 3 i 6 dni. Skład chemiczny nasion badanych gatunków strączkowych był zróżnicowany jedynie w zależności od czynnika odmianowego. Istotnie więcej białka ogólnego w nasionach bobiku gromadziła odmiana Bobas w porównaniu z Granitem. Nasiona grochu odmiany Batuta charakteryzowały się wyższą zawartością tłuszczu, fosforu i potasu w porównaniu z Hubalem. Z kolei soja odmiana Merlin gromadziła w nasionach więcej tłuszczu, ale zawierała istotnie mniej popiołu, fosforu i potasu w porównaniu z Aldaną. Analiza ekonomiczna wykazała, że niezależnie od badanych czynników doświadczenia, najwyższą wartość produkcji wykazano u soi, następnie u grochu i bobiku. Zastosowanie superabsorbentu w dawce 20 kg·ha-1 zwiększyło wartość produkcji średnio o 16,5% u badanych gatunków, a przy dawce 30 kg·ha-1 – o 21,0% w porównaniu z obiektem, na którym nie stosowano hydrożelu.Item Role of Environmental Factors in Legume-Rhizobium Symbiosis: A Review(MDPI, 2025) Yeremko, Liudmyla; Czopek, Katarzyna; Staniak, Mariola; Marenych, Mykola; Hanhur, VolodymyrLegumes play a pivotal role in addressing global challenges of food and nutrition security by offering a sustainable source of protein and bioactive compounds. The capacity of legumes to establish symbiotic relationships with rhizobia bacteria enables biological nitrogen fixation (BNF), reducing the dependence on chemical fertilizers while enhancing soil health. However, the efficiency of this symbiosis is significantly influenced by environmental factors, such as soil acidity, salinity, temperature, moisture content, light intensity, and nutrient availability. These factors affect key processes, including rhizobia survival, nodule formation, and nitrogenase activity, ultimately determining the growth and productivity of legumes. This review summarizes current knowledge on legume-rhizobia interactions under varying abiotic conditions. It highlights the impact of salinity and acidity in limiting nodule development, soil temperature in regulating microbial community dynamics, and moisture availability in modulating metabolic and hormonal responses during drought and waterlogging. Moreover, the role of essential nutrients, including nitrogen, phosphorus, potassium, and trace elements such as iron, molybdenum, and boron, in optimizing symbiosis is critically analyzed.Item Soybean [Glycine max (L.) Merrill] Growth and Yield Responses to Cultivar and Nitrogen Fertilization(MDPI, 2025) Staniak, Mariola; Baca, Edyta; Czopek, Katarzyna; Stępień-Warda, AnnaThe aim of the study was to determine the effect of cultivar and nitrogen fertilization on the morphological and physiological traits and yield of soybean (Glycine max (L.) Merrill) grown in central-eastern Poland. In a strict, two-factor field experiment, four soybean cultivars were used: ‘Abelina’, 'Malaga’, ‘Coraline’, and ‘Petrina’, and three nitrogen rates: 0, 30, and 60 kg N ha−1. The moderate rate (N30) was applied before sowing, while the higher rate (N60) was divided into two parts, with 50% applied before sowing and 50% top-dressed at BBCH 61. The studies were conducted during two growing seasons. It was shown that both the cultivar and nitrogen fertilization significantly affected plant height, leaf area index (LAI), leaf greenness index (SPAD), and chlorophyll fluorescence indices (Fv/Fm, PI). The interaction among cultivar, fertilization, and years was significant for SPAD and Fv/Fm index, indicating a strong influence of environmental factors on plant response. Nitrogen fertilization increased plant height and chlorophyll content but reduced fluorescence indices. Among the cultivars studied, the late-season cultivar ‘Malaga’ was characterized by the highest SPAD index (502), Fv/Fm (0.800), and PI values (4.3), and achieved the highest seed yield (5.06 t ha−1) and thousand-seed weight (230 g). In contrast, the medium-season cultivar ‘Abelina’ showed the lowest SPAD (454), and significantly lower Fv/Fm and PI values (0.790 and 3.51, respectively), resulting in the lowest yield (4.25 t ha−1) and TSW (169.7 g). The application of a moderate rate of nitrogen (N30) improved the physiological indicators of plants and elements of yield structure without reducing the potential photochemical efficiency of PSII, while a higher rate (N60) did not result in a significant increase in yield, despite a greater number of pods and seeds per plant, which may have been due to a reduction in thousand-seed weight. The results highlight the importance of cultivar selection and moderate N fertilization of soybean grown in temperate climates and indicate the need for further research on the physiological mechanisms that determine cultivar-specific nitrogen use efficiency and yield stability under environmental stress.Item The agricultural and therapeutic potential of Lavatera thuringiaca L. (Malvaceae)(Acta Agrobotanica, 2023) Staniak, Mariola; Kowalska, Iwona; Ruhul, Amin; Sharifi-Rad, Javad; Czopek, Katarzyna; Stępień-Warda, AnnaOne of the poorly recognized plant species well adapted to cultivation in temperate climate conditions is Lavatera thuringiaca L. It is a common species in Europe, but so far has not found much economic use. Few literature data report its high production potential, favorable chemical composition of biomass, resistance to adverse stress conditions, and medicinal properties. e biomass can be used for fodder and energy purposes and as forage for bees and other pollinators. L. thuringiaca can also be useful for the management of fallow soils or marginal land and for the reclamation of contaminated land. In turn, the presence of biologically active compounds offers opportunities for its use in medicine. Wider diversification of cultivated species is a key to ensuring food security and economic sustainability, especially in view of the observed climate change. In this context, an extensive review of literature dealing with taxonomic studies, morphological diversity and biological properties of L. thuringiaca, and the potential for multipurpose use of this species has been carried out.Item The Therapeutic Potential of the Labdane Diterpenoid Forskolin(MDPI, 2019) Salehi, Bahare; Staniak, Mariola; Czopek, Katarzyna; Stępień, Anna; Dua, Kamal; Wadhwa, Ridhima; Chellappan, Dinesh Kumar; Sytar, Oksana; Brestic, Marian; Bhat, Namrata Ganesh; Kumar, Nanjangud Venkatesh Anil; del Mar Contreras, María; Sharopov, Farukh; Cho, William C.; Sharifi-Rad, JavadForskolin is mainly found in the root of a plant called Coleus forskohlii (Willd.) Briq., which has been used in the traditional medicine of Indian Ayurvedic and Southeast Asia since ancient times. Forskolin is responsible for the pharmacological activity of this species. Forskolin is a labdane diterpenoid with a wide biological e ect. Several studies suggested a positive role of forskolin on heart complications, respiratory disorders, high blood pressure, obesity, and asthma. There are numerous clinical and pre-clinical studies representing the effect of forskolin on the above-mentioned disorders but more clinical studies need to be performed to support its efficacy.