Optymalizacja produkcji białka w uprawie lucerny siewnej (Medicago sativa L.)

DSpace/Manakin Repository

Show full item record

Title Optymalizacja produkcji białka w uprawie lucerny siewnej (Medicago sativa L.)
Tytuł równoległy: Optimization of protein production in the cultivation of alfalfa (Medicago sativa L.)
Autor: Skorupka, Wojciech Zenon
Promotor: Symanowicz, Barbara
URI: http://hdl.handle.net/11331/1044
Date: 2016
Abstract:
 
Doświadczenie polowe założono i przeprowadzono w latach 2012-2014 na poletkach doświadczalnych Uniwersytetu Przyrodniczo - Humanistycznego w Siedlcach (52°10′00″N; 22°16′30″E), w układzie całkowicie losowym, w czterech powtórzeniach, na poletkach o powierzchni 3m2. W badaniach uwzględniono dwa czynniki doświadczalne: I czynnik – osiem obiektów nawozowych: obiekt kontrolny (0) - bez nawożenia, NPK, NPKFe1, NPKMo1, NPKFe1Mo1, NPKFe2, NPKMo2, NPKFe2Mo2. II czynnik – cztery terminy zbioru lucerny siewnej (Medicago sativa L.): 1 - 18 czerwca, 2 - 26 lipca, 3 - 30 sierpnia, 4 - 15 października. Rośliną testową była lucerna siewna (Medicago sativa L.) wysiana wiosną 2012 roku na poletkach doświadczalnych. W każdym roku stosowano nawozy mineralne w dawkach: azot (N) – 20 kg.ha-1 w formie saletry amonowej (34%N), fosfor (P) – 22 kg.ha-1 w formie superfosfatu wzbogaconego (40%P2O5), potas (K) – 124,5 kg.ha-1 w formie soli potasowej (60% K2O) w dwóch dawkach. Pierwsza dawka potasu 80 kg wiosną przed ruszeniem wegetacji, druga (64,5 kg) po pierwszym terminie zbioru. Nawożenie mikroelementami (Mo i Fe) stosowano w dwóch dawkach: 0,5 i 1,0 kg.ha-1. Żelazo w formie FeSO4·7H2O (20,2% Fe) i molibden w formie (NH4)6Mo7O24·4H2O (54,3% Mo). Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu stałego nawożenia mineralnego NPK oraz zróżnicowanego nawożenia mikroelementami Fe i Mo na ilość, jakość plonu lucerny siewnej (Medicago sativa L.) a w szczególności na zwiększenie zawartości i plonu białka oraz zmiany składu chemicznego gleby pod wpływem stosowanego nawożenia mineralnego. W badaniach przyjęto hipotezę badawczą, że dodatkowe nawożenie żelazem i molibdenem, przy zastosowaniu nawożenia azotem, potasem i fosforem na stałym poziomie w ciągu trzech lat uprawy monokulturowej, może wpłynąć na zwiększenie aktywności nitrogenazy w ryzosferze glebowej, plonu lucerny siewnej, zawartości azotu oraz plonu białka. W pracy została przeprowadzona ocena plonu świeżej i suchej masy roślin (Mg·ha-1), zawartości popiołu surowego (g·kg-1s.m.), azotu (g·kg-1s.m) i jego pobranie z plonem (kg·ha-1), zawartości białka (g·kg-1s.m.) i plonu białka (kg·ha-1) oraz zawartości w suchej masie fosforu, potasu, molibdenu i żelaza. W glebie przed rozpoczęciem doświadczenia oznaczono skład granulometryczny, pH, całkowitą zawartość węgla, azotu, fosforu, potasu, żelaza, molibdenu, boru, miedzi i cynku w glebie oraz przyswajalne formy azotu N-NH4 + i N NO3 -. W glebie z poszczególnych obiektów nawozowych oznaczono aktywność nitrogenazy metodą redukcji acetylenu do etylenu. Wyniki badań poddano ocenie statystycznej wykonując analizę wariancji. Zróżnicowanie średnich weryfikowano testem Tukey’a przy poziomie istotności p≤ 0,05. Prowadzone obserwacje i wyniki badań własnych wskazują, że nawożenie mineralne (NPKFeMo) i terminy zbioru istotnie różnicowały plon świeżej i suchej masy lucerny siewnej (Medicago sativa L.). Największe średnie plony uzyskano z obiektów nawożonych NPKFe1Mo1 w trzecim roku badań. Duża zawartość popiołu surowego świadczy o znaczącym nagromadzeniu składników mineralnych w suchej masie lucerny siewnej. Zawartość azotu, fosforu, potasu i molibdenu w roślinie zależała od zastosowanego nawożenia mineralnego. Największe ilości azotu i fosforu oznaczono w roślinie testowej nawożonej NPKFe2, potasu NPKFe1Mo1, żelaza NPKFe1 i molibdenu NPKFe2Mo2. Największym pobraniem azotu z plonem lucerny siewnej odznaczały się rośliny na obiektach nawożonych NPKFe1Mo1 w pierwszym terminie zbioru i w kolejnych latach badań. Na podstawie przeprowadzonych trzyletnich badań dotyczących optymalizacji produkcji białka w uprawie lucerny siewnej (Medicago sativa L.) w warunkach środkowowschodniej Polski zaleca się nawożenie mineralne NPKFe1Mo1 (N-20; P-22; K-124,5; Fe1-0,5; Mo1-0,5 kg.ha-1) Zawartość białka ogólnego w lucernie siewnej kształtowała się na zbliżonym poziomie dla kolejnych obiektów nawozowych i terminów zbioru. Pod wpływem nawożenia NPKMo2 w trzecim roku badań uzyskano największe plony białka ogólnego lucerny siewnej z hektara. W kolejnych latach prowadzenia badań największe plony białka uzyskiwano w pierwszym terminie zbioru. Największą aktywnością nitrogenazy oznaczoną po 24 godzinach inkubacji charakteryzowała się gleba nawożona NPKMo2, a po 48 godzinach inkubacji gleba nawożona NPKFe1Mo1. Na podstawie modelowego określenia ilości azotu związanego przez bakterie Rhizobium meliloti żyjące w symbiozie z lucerną siewną i bakterie wolnożyjące po trzech latach prowadzenia badań obliczono, że lucerna siewna związała najwięcej N2 na obiektach nawożonych NPKFe1Mo1. W kolejnych latach badań ilość azotu związanego w wyniku procesu biologicznej redukcji N2 przez roślinę testową zwiększała się. Otrzymane wyniki badań własnych wskazują na potrzebę przeprowadzenia dalszych badań związanych z zagadnieniem optymalizacji produkcji białka w uprawie lucerny siewnej.
 
The field experiment was established and conducted in 2012-2014 at the experimental plots of the Siedlce University of Natural Sciences and Humanities (52 ° 10'00 "N, 22 ° 16'30" E), in a completely randomized, with four replications, on plots with an area of 3m2 . The studies included two experimental factors: Factor I - eight objects fertilizing: control object (0) - without fertilization, NPK, NPKFe1, NPKMo1, NPKFe1Mo1, NPKFe2, NPKMo2, NPKFe2Mo2. Factor II - four harvest dates alfalfa (Medicago sativa L.): June 1 - 18, July 2 - 26, August 3 - 30, October 4 – 15. Test plant was alfalfa (Medicago sativa L.) sown in spring 2012 at the experimental plots. In each of the fertilizers used in doses of nitrogen (N) - 20 kg·ha-1 in the form of ammonium nitrate (34% N), phosphorus (P) - 22 kg·ha-1 in the form of enriched superphosphate (40% P2O5) , potassium (K) – 124,5 kg·ha-1 in the form of potassium salt of (60% K2O) in two doses. The first dose of potassium 80 kg were sown in the spring before moving vegetation, the second (64,5 kg) were seeded after the first date set. Fertilization with microelements (Mo and Fe) were used in two doses: 0,5 and 1,0 kg·ha-1. Iron in the form of FeSO4·7H2O (20,2% Fe) and molybdenum in the form of (NH4)6Mo7O24·4H2O (54,3% Mo). The aim of this study was to determine the effect of continuous mineral fertilization NPK fertilization and trace elements Fe and Mo on the quantity, quality yield of alfalfa (Medicago sativa L.), and in particular to improve the content and protein yield and changes in the chemical composition of the soil under the influence of applied mineral fertilization. The study adopted a research hypothesis that additional fertilization with iron and molybdenum, using nitrogen, potassium and phosphorus at a constant level in three years crop farming, can increase the activity of nitrogenase in the rhizosphere soil, crop alfalfa, nitrogen content and yield of protein . The work was carried out assessment of the yield of fresh and dry weight of plants (Mg·ha-1), the content of crude ash (g·kg-1s.m.), Nitrogen (g·kg-1s.m) and download it with the yield (kg·ha-1), protein content (g·kg-1s.m) and protein yield (kg·ha-1) and of the dry weight of phosphorus, potassium, iron, and molybdenum. In the soil before the start of the experiment, the grain size distribution, pH, total nitrogen, phosphorus, potassium, iron, molybdenum, boron, copper and zinc in the soil and assimilable form a N-NH4 + and NNO3 -. In the soil of individual objects fertilizer nitrogenase activity was determined by the reduction of acetylene to ethylene. The test results were evaluated by performing a statistical analysis of variance. Differentiation medium was verified by Tukey's test at a significance level of p≤0,05. Observations and the results of this study indicate that the mineral fertilization (NPKFeMo) and harvest dates significantly differentiated yield of fresh and dry matter of alfalfa (Medicago sativa L.). The highest average yields were obtained from objects fertilized NPKFe1Mo1 in the third year of the study. High ash content of the raw evidence of significant accumulation of minerals in the dry matter of alfalfa. Nitrogen, phosphorus, potassium and molybdenum in plant depend on the applied mineral fertilization. The largest amounts of nitrogen and phosphorus were determined in a test plant fertilized NPKFe2, NPKFe1Mo1 potassium, iron, and molybdenum NPKFe1 NPKFe2Mo2. The biggest downloading nitrogen with the yield of alfalfa plants were characterized by objects fertilized NPKFe1Mo1 on the first date set and in the subsequent years of the study. Based on the three-year study on the optimization of protein production in the cultivation of alfalfa (Medicago sativa L.) under central-eastern Polish is recommended mineral fertilization NPKFe1Mo1 (N-20; P-22; K-124,5; Fe1-0,5; Mo1-0,5 kg·ha-1). Total protein content in alfalfa seed was at a similar level to the next object fertilizer and deadlines set. Under the influence of fertilization NPKMo2 in the third year of the study achieved the highest yields of crude protein of alfalfa per hectare. In subsequent years, research biggest yields of protein obtained in the first period of harvest. The highest activity of nitrogenase determined after 24 hours of incubation characterized by a soil fertilized with NPKMo2, and after 48 hours of incubation soil fertilized with NPKFe1Mo1. Based on a model to determine the amount of bound nitrogen by bacteria Rhizobium meliloti living in symbiosis with alfalfa and bacteria Undomesticated after three years of research calculated that alfalfa tied most of N2 on the objects fertilized NPKFe1Mo1. In subsequent years of research, the amount of nitrogen associated with the process of biological degradation by plant test N2 increased. The results of this study indicate the possibility of further studies related to the issue of optimization of protein production in the cultivation of alfalfa.
 
Description: Wydział Przyrodniczy

Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Search DSpace


Advanced Search

Browse

My Account

Statistics