Zimowe przechowywanie sadzonek

Wojciech Wesoły, Maria Hauke, Stefan Tarasiuk*, Joanna Wilangowska

Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu, Katedra Hodowli Lasu,

^*Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Warszawa, Katedra Hodowli Lasu,

Zmienne warunki zimowania sadzonek drzew leśnych w szkółkach oraz pojawiające się anomalia pogodowe, mogą mieć decydujący wpływ na efekt końcowy produkcji szkółkarskiej. Wielu szkółkarzy zadaje sobie pytanie: jak uniknąć ryzyka wymarznięcia sadzonek oraz poszukuje metod zabezpieczających przed stratami w okresie zimowania materiału szkółkarskiego. Rozwiązaniem może być przechowywanie go przez zimę poza kwaterą produkcyjną. Przechowywanie sadzonek jest również elementem prawidłowej organizacji pracy. Zmniejsza wzajemną zależność terminów wykonywania prac w szkółce i odbioru sadzonek ze szkółki, co tym samym pozwala na rozładowanie wiosennego natężenia prac.

Przydatność długoterminowego przechowywania materiału odnowieniowego weryfikuje przeżywalność i wzrost sadzonek w uprawie. Udatność upraw zależy nie tylko od wysokiej jakości sadzonek ze szkółki, ale przede wszystkim od ich żywotności w czasie wysadzenia na uprawie (Wesoły i in.1998). Niekiedy pozornie zdrowe, prawidłowo uformowane sadzonki mogą okazać się tymi, które jako pierwsze wypadną na uprawie. Widzimy, więc jak istotne wydaje się odejście od oceny jakości sadzonek tylko na podstawie cech wzrostowych, a poświęcenie większej uwagi na zbadanie ich żywotności. Wykonanie w praktyce oceny żywotności sadzonek jest obecnie możliwe przy użyciu szybkich i stosunkowo prostych w zastosowaniu metod biofizycznych. Metody te pozwolą na przewidzenie stopnia wypadu sadzonek, a tym samym pomogą uniknąć strat przez wyeliminowanie osobników o gorszej żywotności.

W niniejszej pracy sprawdzono wpływ kilku wariantów zimowego przechowywania sadzonek na ich jakość. Przeanalizowano różnice w jakości fizjologicznej sadzonek przechowywanych w lodowni z dołowaniem, w lodowni w workach i pod wiatą w workach w porównaniu z sadzonkami pozostawionymi na kwaterze produkcyjnej.

2.0. Materiały i metody

2.1. Warianty zimowego przechowywania sadzonek

Badania przeprowadzono na terenie szkółki Jelenia Góra w Nadleśnictwie Giżycko (RDLP w Białymstoku).

Sadzonki olszy czarnej (2/0), lipy drobnolistnej (2/0), brzozy brodawkowatej (2/0), świerka pospolitego (2/1) wyjęto ze szkółki na początku listopada 2004 r. Następnie powiązano je w pęczki po 50 sztuk i przechowywano w następujących wariantach:

1. Sadzonki przechowywano w wiacie w workach. Do przechowywania zastosowano worki papierowe o wymiarach 120 x 80 cm przy 30 cm szerokości podstawy worka, składające się z trzech warstw papieru, przy czym wewnętrzna warstwa była woskowana. Sadzonki były umieszczane pionowo korzeniami w dół (wariant oznaczany WW).

2. Sadzonki przechowywano w lodowni w workach. Do przechowywania zastosowano identyczne worki jak w wariancie 1 (wariant oznaczany LW).

3. Sadzonki przechowywano w lodowni oraz dodatkowo je zadołowano (wariant oznaczany LD).

4. Sadzonki przetrzymywano przez okres zimy w szkółce. Wariant ten stanowił kontrolę dla przechowywanych sadzonek (wariant oznaczany w pracy K).

Sadzonki z poszczególnych wariantów przechowywania wyjęto w kwietniu 2005 r. a następnie posadzono na szkółce.

2.2. Zastosowane metody pomiarowe

Pomiaru admitancji dokonano przy użyciu konduktometru CC - 401, o napięciu prądu 0,2 V i częstotliwości napięcia pomiarowego 60 Hz, k =1,0, α = 2,2, przy pomocy dwóch stalowych, poniklowanych elektrod o grubości 4 mm we wzajemnej odległości 6 mm. Pomiar wykonywano na ostatnim przyroście wkłuwając w pęd na równą głębokość elektrody, w równej odległości od pączka szczytowego. Pomiaru admitancji elektrolitycznej dokonano dwukrotnie:

- 10.06. 2005 r.

- 15.09.2005 r.

Badanie to wykonano w celu określenia jakości fizjologicznej przechowywanego zimą materiału sadzeniowego.

W drugiej połowie października wykonano pomiar dyfuzji jonów z tkanki korzeniowej do roztworu metodą Dextera w modyfikacji McKay. Przed pomiarem korzenie sadzonek zostały oczyszczone i przepłukane wodą destylowaną celem usunięcia jonów powierzchniowych, a następnie zważone. Tak przygotowane korzenie zostały umieszczone w szklanych kolbach i zalane wodą destylowaną o znanej przewodności elektrolitycznej w stosunku 1g masy korzenia / 10 ml wody i pozostawione na okres 24 godzin w celu umożliwienia swobodnej dyfuzji elektrolitu z tkanek do roztworu. Po upływie 24 godzin dokonano pomiaru konduktywności przy użyciu konduktometru CC - 315. Po zmierzeniu przewodnictwa elektrolitycznego z tkanką żywą dokonano wymiany elektrolitu na wodę destylowaną o znanej konduktywności z zachowaniem określonego stosunku masy korzenia do ilości wody. Następnie kolby umieszczono w autoklawie na czas 10 minut w temperaturze 120˚C, z ciśnieniem 0,1 MPa, w celu zabicia tkanki. Po wyjęciu pozostawiono je na okres 24 godzin w temperaturze pokojowej, po upływie którego pomierzono przewodność elektrolityczną roztworu. Następnie obliczono % wypływu elektrolitu na podstawie pomiarów w oparciu o wzór Dextera (1932):

REL = [a/(a+b)] x 100

REL - % wypływu elektrolitu

a - przewodność elektryczna roztworu z tkanką żywą

b - przewodność elektryczna roztworu z tkanką martwą

Dodatkowo została pomierzona przewodność elektrolityczna pędu na sadzonkach poddanych analizie Dextera, w celu umożliwienia porównania dwóch metod oceny jakości materiału sadzeniowego. Otrzymane wyniki pomiarów zostały poddane analizie statystycznej, przy pomocy programów komputerowych Statistica 7.1 oraz Excel 2003.

3. Wyniki

3.1. Badanie wpływu różnych metod przechowywania sadzonek przez zimę na ich stan fizjologiczny

W celu określenia żywotności materiału sadzeniowego przechowywanego przez zimę poza kwaterą produkcyjną zostały pomierzone wartości admitancji elektrycznej.

Najwyższymi wartościami admitancji mierzonymi w czerwcu charakteryzowała się lipa drobnolistna, natomiast najniższe wartości osiągnął świerk pospolity. Wariant LD osiągnął najwyższe wartości u wszystkich badanych gatunków, zaś najniższe wartości zostały pomierzone w wariancie WW (ryc.1).

We wrześniu różnice w pomiarach admitancji między poszczególnymi gatunkami nieznacznie zmniejszyły się. Lipa drobnolistna osiągnęła w tym przypadku najwyższe wartości admitancji tylko w wariancie WW. W pozostałych wariantach najwyższe wartości tej cechy możemy zaobserwować u olszy czarnej. Świerk, podobnie jak w przypadku pomiarów wykonanych w czerwcu również przedstawia najniższą żywotność. Pomiary wykonane we wrześniu nie wskazują jednoznacznie na najkorzystniejszy wariant przechowywania dla wszystkich analizowanych gatunków (ryc.2).

Zmiany wartości średnich admitancji dla poszczególnych gatunków w zależności od zastosowanego sposobu przechowywania przedstawiają ryciny 3 - 6 .

Dla poszczególnych gatunków sadzonek wyznaczono podstawowe statystyki opisowe admitancji pędu (tab.1-4). Olsza czarna, brzoza brodawkowata i świerk pospolity cechowały się najniższymi wartościami admitancji elektrycznej pędu przechowywane w wariancie WW. Sadzonki te wykazywały również największe zróżnicowanie wartości admitancji, natomiast najmniejsze zróżnicowanie wykazywały sadzonki z wariantu LD. Lipa drobnolistna najniższe wartości admitancji i największą zmienność tej cechy wykazywała w wariancie K, natomiast najmniejsze zróżnicowanie wykazały sadzonki z wariantu WW i ten wariant osiągnął najwyższe wartości średnich admitancji.

Wykonano jednoczynnikową analizę wariancji między poszczególnymi wariantami przechowywania i porą roku dla danych gatunków, na podstawie której określono czy różnice występujące pomiędzy poszczególnymi wariantami i porą roku są istotne statystycznie (tab. 5-8). Jednoczynnikowa analiza wariancji wykazała istotne różnice między poszczególnymi wariantami przechowywania oraz wariantami przechowywania i porą roku dla: olszy czarnej, brzozy brodawkowatej, lipy drobnolistnej (tylko pomiędzy sposobem przechowywania i pora roku), świerka pospolitego. Dla pozostałych pomiarów różnice w admitancji elektrycznej sadzonek są nieistotne statystycznie.

Procedura Tukey'a ( tab.9-11) dla porównania średnich arytmetycznych admitancji pędu sadzonek olszy czarnej nie wykazała istotnych różnic dla sadzonek przechowywanych w wariantach WW, LD, K, podobnie jak dla materiału sadzeniowego przechowywanego w wariantach LD, K, LW. Sadzonki przechowywane w wariancie WW charakteryzują się istotnie niższą admitancją pędu niż materiał sadzeniowy przechowywany w wariancie LW. Dla sadzonek brzozy brodawkowatej nie wykazano istotnych różnic dla sadzonek przechowywanych w wariantach WW, K, podobnie jak dla sadzonek przechowywanych w wariantach K, LD. Sadzonki przechowywane w wariancie WW charakteryzują się znacznie niższą admitancją w porównaniu z wariantem LW oraz niższą w stosunku do wariantu LD. W przypadku świerka pospolitego brak istotnych różnic dla sadzonek przechowywanych w wariantach WW, K, podobnie jak dla sadzonek przechowywanych w wariantach K, LW, LD. Istotne różnice w średnich admitancji możemy zaobserwować między wariatami WW, LW oraz między wariantami WW, LD.

Lipa została wyłączona z testu Tukey'a ze względu na brak danych w jednym z wariantów.

3.2. Pomiar admitancji elektrycznej pędu oraz dyfuzji jonów z tkanki korzeniowej do roztworu metodą Dextera

Pomiarów admitancji elektrycznej pędu oraz dyfuzji jonów z tkanki korzenia do roztworu dokonano w drugiej połowie października. Badanie to miało na celu określenie współzależności pomiędzy użytymi do pomiarów metodami.

Średnie wartości dyfuzji elektrolitu (%) z tkanki korzeniowej do roztworu przedstawiają wyższe wartości w porównaniu ze średnimi wartościami admitancji w przypadku wszystkich gatunków z wyjątkiem lipy drobnolistnej (ryc.15-16).

Ujemne wartości współczynników korelacji świadczą o tym, że wzrostowi dyfuzji z tkanki korzeniowej do roztworu towarzyszy spadek admitancji pędu (ryc.17-20). Można zaobserwować istotną korelację między admitancją pędu i wypływem jonów z tkanki korzenia dla sadzonek brzozy i świerka.

4.0. Dyskusja

Przeprowadzone pomiary admitancji oraz dokonane na ich podstawie analizy wariancji pokazały, iż różnice występujące pomiędzy poszczególnymi wariantami przechowywania i porą roku są istotne statystycznie dla sadzonek olszy czarnej, brzozy brodawkowatej, lipy drobnolistnej (tylko pomiędzy sposobem przechowywania i porą roku), świerka pospolitego.

Dokonując analizy średnich admitancji w poszczególnych wariantach przechowywania możemy zauważyć istotne różnice między wariantem wiata - worki (WW) i lodownia - dołowanie (LD). Wiata w której były przechowywane sadzonki była nieszczelna, w związku z tym warunki klimatyczne panujące na zewnątrz mogły wpłynąć na stan fizjologiczny sadzonek znajdujących się wewnątrz pomieszczenia. Sobczak (1999) potwierdza, że o skuteczności przechowywania materiału sadzeniowego w różnego rodzaju chłodniach decydują nie tylko warunki panujące wewnątrz pomieszczenia w którym jest on składowany, ale również warunki zewnętrzne. Mikułowski i Grużdż (1993) w swoich badaniach nad zmianami temperatury powietrza w przechowalni chłodzonej lodem i w dole tradycyjnym w czasie wiosennego przechowywania sadzonek stwierdzili, iż w przechowalni chłodzonej lodem występują mniejsze wahania temperatur. Przechowalnia chłodzona lodem wykazuje przydatną w praktyce bezwładność cieplną. Gorzelak (1986) również potwierdza najmniejszą zmienność temperatur w lodowni. Możemy zatem sądzić, że lodownia stworzyła korzystniejsze warunki klimatyczne dla sadzonek ograniczając wahania i wpływ niskich temperatur panujących na zewnątrz. Wartości admitancji pomierzone we wrześniu nie pozwalają wskazać na dany wariant zimowego przechowywania.

W przeprowadzonych doświadczeniach możemy zauważyć niższe wartości admitancji mierzonej w czerwcu natomiast wyższe we wrześniu. To, że admitancja wykazuje zmienność sezonową jest spowodowane zmianami ruchliwości jonów wewnątrz komórek w następujących po sobie porach roku. W okresie wegetacyjnym, w fazie intensywnego wzrostu roślin, ruchliwość jonów jest wysoka (Wesoły i in.2000). Wczesną jesienią ruchliwość ta stopniowo zmniejsza się na skutek kilkuetapowych przemian na poziomie komórkowym, zachodzących w roślinach w związku z ich aklimatyzacją do niskiej temperatury (Wielgosz (2001) za Siminowitch'em i in.(1967); Pukacki (1973)). Wysoki potencjał życiowy roślin w trakcie sezonu wegetacyjnego może ulec zakłóceniu w wyniku silnej rywalizacji wzrostowej pomiędzy korzeniem i pędem (Schier 1970) lub też w wyniku negatywnego oddziaływania czynników zewnętrznych (Brown 1982; Blanchad i Carter 1980). W badanym przypadku na niższą wartość admitancji na początku okresu wegetacyjnego mógł mieć wpływ stres warunków zimowego przechowywania oraz sadzenia.

Analizując pomiary admitancji pędu wykonywane w październiku na uwagę zasługują wysokie wartości tej cechy dla lipy drobnolistnej. Pozostałe gatunki wykazują znacznie niższe wartości admitancji, co może wskazywać na przygotowanie sadzonek do zimowania. Lipa drobnolistna w ciągu całego sezonu wegetacyjnego cechowała się wysokimi wartościami admitancji. Pomiary wykonane w październiku nie różnią się istotnie od wcześniejszych. W badaniach przeprowadzonych przez Wielgosz (2001) również siewki posiadały na koniec sezonu wysoką wartość admitancji elektrycznej pędu. Autorka ta podaje, iż w takiej sytuacji należy uwzględnić, jakie tendencje w trakcie sezonu wegetacyjnego wykazywała admitancja : czy na koniec sezonu była wyższa niż w jego trakcie, czy też admitancja na koniec sezonu była poprzedzona jeszcze wyższymi wartościami w okresie letnim, tak, że pomimo wysokiej wartości osiągniętej na koniec sezonu admitancja wykazywała tendencje spadkowe w okresie jesiennym. W pierwszej sytuacji można wnioskować, że wysoka wartość admitancji świadczy o braku gotowości do zimowania części nadziemnej siewek. W drugim przypadku, część nadziemna wykazywała cechy gotowości do zimowania (Wielgosz 2001). W badanym przypadku lipy drobnolistnej trudno jest wnioskować o przyczynie wysokich wartości admitancji, być może nie bez znaczenia pozostaje aspekt nawożenia azotem.

W doświadczeniach mających na celu zbadanie współzależności zastosowanych metod pomiarowych uzyskano istotną ujemną korelacje między admitancją pędu i dyfuzją jonów z tkanek korzenia tylko u sadzonek lipy drobnolistnej. Uzyskana ujemna korelacja świadczy o tym, że wraz ze wzrostem poziomu wypływu jonów z korzenia, maleje admitancja pędu. W przypadku uzyskania korelacji między badanymi cechami tylko u jednego z badanych gatunków, nie możemy stwierdzić obecności stałych zależności pomiędzy określonymi parametrami . Naparty (2002) nie uzyskała istotnej korelacji pomiędzy dyfuzją jonów z tkanki korzeniowej a admitancją pędu. Przyczyn można by upatrywać w rywalizacji wzrostowej korzenia i pędu na korzyść, w okresie wiosennym, aktywności wzrostowej pędu (Matsson 1986).

5.0. Wnioski

1. Sposób przechowywania ma istotny wpływ na jakość fizjologiczną sadzonek.

2. Najbardziej wrażliwymi gatunkami na zimowe przechowywanie okazał się świerk pospolity i brzoza brodawkowata, a najbardziej odpornymi lipa drobnolistna i olsza czarna.

3. W ciągu sezonu wegetacyjnego zmieniała się admitancja pomiędzy wariantami przechowywania. W miesiącu czerwcu najwyższe wartości admitancji uzyskały sadzonki przechowywane w wariancie lodownia - dołowanie, natomiast w miesiącu wrześniu nie możemy wskazać jednoznacznie na dany wariant przechowywania u wszystkich gatunków. Uzyskane dane, na obecnym etapie badań nie pozwalają jednoznacznie wskazać korzystniejszego sposobu przechowywania.

4. Przechowywane sadzonki wykazują niższe wartości admitancji na początku sezonu wegetacyjnego, natomiast wyższe pod koniec.

5. Istnieje korelacja między admitancją pędu i wypływem jonów z tkanki korzenia dla sadzonek lipy. Uogólnienie tej zasady do innych gatunków drzew leśnych wymaga jednak dalszych badań.

6. Pomiar admitancji elektrycznej części nadziemnej roślin może określać ich stan gotowości do przezimowania.

1. Literatura

• Blanchad R. O., Carter J. K., (1980): Electrical resistance measurments to delect disease prior to symntom expression. Can. J. For. Res. 13:472-480

• Brown W., (1982): Temperature in container affects growth of ornamentals. Louisiana-Agriculture 26(1):8-9

• Dexter T. S.,Tottingham W. E., Garber L. F., (1932): Investigations of hardiness of plants of measurment of eletrical conductivity. Plant Physiol. 7:63-79

• Gorzelak A., (1986): Wstępne wyniki badań nad przechowywaniem sadzonek niektórych gatunków drzew leśnych wyprodukowanych pod folią. Sylwan 7:27-35

• McKay H. M., (1992): Electrolyte leakage from fine roots conifer seedlings: a rapie index on plant vitality following cold storage. Can. J. For. Res. 22:1371-1377

• Matsson A., (1986): Planting site storage: effect on survival and growth of overwinter-stored Scots pine (Pinus sylvestris) containersed seedlings. Can. J. For. Res. 16:84-85

• Mikułowski M., Grużdż Z., (1993): Zmiany temperatury powietrza w przechowalni chłodzonej lodem i w dole tradycyjnym w czasie wiosennego przechowywania sadzonek. Prace IBL, seria A 758:91-101

• Naparty E., (2002): Wpływ różnych metod traktowania sadzonek drzew leśnych na ich stan fizjologiczny. Praca doktorska wykonana w Katedrze Hodowli Lasu Akademii Rolniczej w Poznaniu (maszynopis).

• Pukacki P., (1973): Laboratoryjne metody oceny odporności roślin drzewiastych na niskie temperatury. Arboretum Kórnickie, Rocznik XVII:187-198

• Schier G., (1970): Seasonal patchways of ¹⁴C-photosynthate in red pine labeled in May, July and October. Forest Sci. 16:2-13

• Siminowitch D., Rheaume B., Sachor R., (1967): Seasonal increase in protoplasm and metabolic capacity in tree cells dueing adaptation to freezing. Molecular mechanisms of temperature adaptation. American Association for the Advancement of Science. 3-40

• Sobczak R., (1999): Przechowywanie materiału sadzeniowego. W: Szkółkarstwo leśne, ozdobne i zadrzewieniowe. Wydawnictwo Świat, Warszawa 93-99

• Wesoły W., Pukacki P. M., Naparty E., (1998): Zastosowanie metod biofizycznych do oceny żywotności sadzonek sosny, świerka i modrzewia. Sylwan 8:55-64

• Wesoły W., Wielgosz E., (2000): Metody oceny żywotności sadzonek produkowanych w warunkach szkółek kontenerowych. Prace Komisji Nauk Rolniczych i Komisji Nauk Leśnych 88:137-146

• Wielgosz E., (2001): Produkcja sadzonek wybranych gatunków drzew leśnych w szkółce kontenerowej Nadleśnictwa Rudy Raciborskie. Praca doktorska wykonana w Katedrze Hodowli Lasu Akademii Rolniczej w Poznaniu (maszynopis).

---