Wpływ Wody Destylowanej na Wzrost Roślin: Doświadczenie Naukowe
- Szczegóły
Dynamicznie rozwijające się rolnictwo intensywne wciąż poszukuje nowych sposobów zwiększenia wydajności produkcji. Ostatnimi czasy dużego znaczenia nabrała nauka o chwastach - herbologia, badająca rośliny uznawane za chwasty, ich anatomię i fizjologię oraz oddziaływanie na rośliny uprawne.
Nastąpił wzrost użycia syntetycznych herbicydów - środków, zakłócających funkcjonowanie roślin, począwszy od poziomu molekularnego, a skończywszy na poziomie biocenotycznym. Z drugiej strony coraz większą popularnością cieszy się uprawa ekstensywna, ekologiczna, stroniąca od wszelkiego rodzaju środków chemicznych. Niewątpliwie jedną z napotykanych w tej kwestii przeszkód jest konkurencyjne i allelopatyczne oddziaływanie chwastów na rośliny uprawne.
Powyższe przykłady wskazują na potrzebę opracowania nowych, alternatywnych i zarazem bezpiecznych dla środowiska herbicydów, którymi mogą okazać się naturalne substancje biobójcze, występujące w roślinach. Warto zwrócić uwagę na stopniowo rozwijające się wykorzystywanie allelopatii w rolnictwie, ogrodnictwie oraz sadownictwie, obejmujące m.in. zaorywanie masy organicznej czy też celowe sadzenie roślin wykazujących potencjał allelopatyczny, zaś słabo poznane zagadnienie wykorzystania wywarów czy wyciągów roślinnych w celach chwastobójczych.
Cel i Metodyka Badania
Celem pracy było porównanie przydatności wywarów z orzecha włoskiego, czosnku pospolitego, żyta zwyczajnego i nawłoci kanadyjskiej do zwalczania chabra bławatka (Centaurea cyanus) z syntetycznym środkiem zawierającym glifosat. Jako obiekt badań wybrano chabra bławatka, ze względu na powszechność występowania tego gatunku na polach uprawnych, jak i łatwą dostępność nasion. Jest to roślina o wysokości 20-90 cm, o łodydze wzniesionej, sztywnej, rozgałęzionej. Kwiatostany stanowią koszyczki o średnicy 2,5 - 3,5 cm, intensywnie niebieskie. Występując masowo na polach obsianych zbożem, zwłaszcza ozimym, ogranicza plony.
Badania prowadzono od 19 lipca do 7 września 2013 roku. Początkowo na stanowisko badawcze składało się 13 doniczek o wysokości 12 cm i średnicy 15 cm. Jako podłoże posłużyła ziemia ogrodowa, zmieszana z piaskiem w proporcji 1:1. Nasiona pobrane zostały z ok. 50 roślin z 3 stanowisk z pobliskiego pola uprawnego. Do każdej doniczki wysiano po 45 nasion. Po 28 dniach od rozpoczęcia badań odrzucono 3 doniczki z najmniejszą ilością roślin i dużym udziałem młodocianych siewek, pozostawiając 10 doniczek, które posłużyły jako obiekty badawcze. Po 36 dniach od rozpoczęcia badań dokonano ostatecznej przerywki, liczba roślin nie zmieniła się od czasu poprzedniej przerywki. Losowo podzielono rośliny na grupy obejmujące próby badawcze i próbę kontrolną.
Przeczytaj także: Poradnik: Wybór nawilżacza
Przygotowanie Roztworów
W celu przygotowania oprysku z syntetycznego herbicydu, zgodnie z zaleceniami producenta, użyto 2,5 cm3 środka Taifun 360 SL zawierającego substancję czynną - glifosat oraz ok. 97,5 cm3 wody destylowanej. Do wykonania wywarów zastosowano 150 g świeżej lub 50 g suchej tkanki roślinnej oraz 500 cm3 wody destylowanej. Części roślin użyte do wykonania wywarów to świeże: pęd nawłoci kanadyjskiej, owocnia orzecha włoskiego, podziemna cebula czosnku pospolitego oraz suche kłosy żyta zwyczajnego. Mieszaniny doprowadzano do wrzenia, a następnie gotowano przez 20 minut na minimalnym ogniu.
Po wystudzeniu i przecedzeniu przygotowano 2 rodzaje roztworów - czysty wywar 100 % oraz roztwór 30% na bazie wywaru. Do każdej doniczki w formie oprysku zaaplikowano 100 cm3 herbicydu. Czas obserwacji wyniósł 14 dni. Codziennie dokonywano fotograficznej dokumentacji. W 51 dniu doświadczenia ścięto przy podłożu wszystkie rośliny. Każdą z osobna zważono przy pomocy wagi laboratoryjnej (dokładność 0,01g) oraz zmierzono przy pomocy papieru milimetrowego (dokładność 0,05 cm). Uzyskane wartości uśredniono, obliczono odchylenie standardowe.
Wyniki Badania
Po 15 dniach doświadczenia w każdym z przypadków zaobserwowano zmiany morfologiczne. W dniu zakończenia doświadczenia siewki chabra bławatka spryskane syntetycznym środkiem Taifun 360 SL były uschnięte, całkowicie pozbawione turgoru, liście uległy deformacji i pożółkły. Rośliny spryskane zarówno nierozcieńczonym jak i 30% wywarem z owocni orzecha włoskiego odznaczały się w znacznym stopniu utratą turgoru, deformacją zakończenia blaszki liściowej oraz kilkoma pożółkłymi liśćmi niższych partii.
Siewki spryskane nierozcieńczonym wywarem z cebuli czosnku pospolitego, podobnie jak i te spryskane 30% roztworem tego wywaru, wykazywały w niewielkim stopniu utratę turgoru. Zaledwie kilka liści uległo deformacji na zakończeniu blaszki liściowej. Rośliny spryskane nierozcieńczonym wywarem z kłosów żyta zwyczajnego oraz 30% roztworem tego wywaru, odznaczały się największą utratą turgoru ze wszystkich prób badawczych spryskanych naturalnymi środkami, w przypadku tym nie stwierdzono wyraźnych deformacji ani żółknięcia blaszki liściowej czy też łodygi.
Zarówno u siewek spryskanych nierozcieńczonym wywarem z pędu nawłoci, jak i 30% roztworem tego środka zaobserwowano dość małą utratę turgoru. Wykazano natomiast największy stopień deformacji zakończenia blaszki liściowej i największy udział pożółkłych liści. We wszystkich próbach badawczych spryskanych naturalnymi herbicydami, zaobserwowano mocniejszy wpływ nierozcieńczonych wywarów na morfologię badanych siewek chabra bławatka.
Przeczytaj także: Woda destylowana: charakterystyka
Najszybciej zadziałał środek syntetyczny, a spośród naturalnych opryski z nierozcieńczonych wywarów z orzecha włoskiego i nawłoci kanadyjskiej. Najwolniej zadziałał oprysk z 30% roztworu z żyta. W każdej próbie badawczej po dokonaniu oprysków zaobserwowano widoczne zahamowanie wzrostu siewek. Największy ubytek masy wykazano w próbie badawczej spryskanej środkiem syntetycznym, spośród naturalnych najlepsze pod tym względem okazały się opryski z nierozcieńczonego wywaru z żyta i orzecha włoskiego.
Allelopatia i jej Wykorzystanie
Rośliny posiadają zdolność oddziaływania na inne gatunki, poprzez wydzielanie związków, które w sposób hamujący lub stymulujący wpływają na ich rozwój. Zjawisko to, zwane allelopatią, jest powszechne w przyrodzie i znane człowiekowi już od momentu, kiedy to przeszedł on z koczowniczego do osiadłego trybu życia, a źródłem jego pożywienia stało się rolnictwo i hodowla. Już w starożytności Demokryt opisywał użycie kwiatów łubinu i soku z szaleju jadowitego do niszczenia korzeni drzew. Za prekursora pojęcia allelopatii w czasach współczesnych należy uważać Hansa Molisha, który wprowadził to pojęcie do literatury.
Zjawisko to staje się coraz bardziej powszechne w kontekście upraw ekologicznych. Rosnąca ekologizacja życia społecznego a zarazem brak opracowań nowych środków chwastobójczych, zwracają uwagę na wykorzystanie zjawiska allelopatii w celu zwalczania chwastów pól uprawnych, sadów i ogrodów. Ponadto pojawiają się coraz liczniejsze badania na temat negatywnego wpływu syntetycznych pestycydów na zdrowie człowieka i równowagę ekosystemów.
Analiza Efektów Poszczególnych Wywarów
Spośród środków naturalnych najlepszy efekt uzyskano stosując wywar z żyta zwyczajnego, mimo że czas pojawienia się pierwszych oznak działania, w tym przypadku, okazał się najdłuższy. Nieco gorszy efekt uzyskano, stosując oprysk z nierozcieńczonego wywaru z owocni orzecha włoskiego, jednak oznaki jego działania zauważono już po dwóch dniach od oprysku, co bez wahania można uznać za obiecujący wynik. Substancją czynną, występującą w owocni orzecha włoskiego, wykazującą potencjał allelopatyczny i bakteriobójczy, jest juglon, będący glikozydem hamującym proces fotosyntezy roślin wyższych.
Duży potencjał allelopatyczny juglonu i innych związków zawartych w orzechu włoskim wykazały badania, w których siewki komosy białej traktowane rozcieńczonym wywarem z orzecha włoskiego ograniczyły swoją masę o 27,4 %, co jest wynikiem podobnym do uzyskanego w niniejszej pracy. Słabsze efekty uzyskano stosując wywary z nawłoci. Opracowane wyniki są podobne do danych literaturowych, które wskazują na obniżenie masy komosy białej, traktowanej 30% wywarem z pędu nawłoci o 19,48 %. Najsłabszy efekt uzyskano stosując opryski przygotowane na bazie wywarów z czosnku pospolitego. Niestety brak jest literatury na temat wykorzystania czosnku do zwalczania jakichkolwiek chwastów, co jednak nie wyklucza go z użycia w uprawie ekologicznej.
Przeczytaj także: Filtr sportowy do Audi TT 8N: Recenzja
Stwierdzono, że herbicydy w większym stopniu oddziałują na masę, niż na długość chabra bławatka. W głównej mierze działanie wszystkich badanych herbicydów opierało się na zmniejszeniu uwodnienia tkanek, co objawiało się więdnięciem liści u wszystkich roślin, obejmujących próby badawcze. Zjawisko to najwyraźniej można było zaobserwować w przypadku środka syntetycznego. Rośliny spryskane Taifunem prawie całkowicie uschły. Nie stwierdzono zależności pomiędzy zastosowaniem określonych herbicydów a ich oddziaływaniem na długość siewek badanego gatunku. Najprawdopodobniej wynika to z faktu znikomego przyrostu roślin, obejmujących wszystkie próby, w krótkim okresie 15 dni.
Negatywne Skutki Stosowania Syntetycznych Pestycydów
Wiele badań zagranicznych wskazuje na szkodliwy wpływ pestycydów m.in. glifosatu. Udowodniono, że owe substancje mogą przejawiać działanie teratogenne u kręgowców, powodując redukcję pęcherzyków ocznych oraz małogłowie. Wykazano także toksyczne działanie glifosatu na kolonie ludzkich komórek macierzystych oraz limfocytów i makrofagów. Ponadto stwierdzono ujemny wpływ tego środka na poziom aromatazy, enzymu odpowiedzialnego za przekształcanie androgenów w estrogeny. Niedobór tego związku może być przyczyną zaburzenia wielu procesów fizjologicznych m.in. gametogenezy, ujawniania się drugorzędnych cech płciowych, a nawet prawidłowego rozwoju kości.
Udowodniono, że ekspozycja na pestycydy wpływa ujemnie na jakość nasienia, skutkując ostatecznie zaburzeniami płodności. Należy również zwrócić uwagę na problem kumulowania się pestycydów w środowisku, szczególnie w pedosferze i hydrosferze, co pociąga za sobą ich biomagnifikację na wyższych poziomach troficznych, na których znajdują się także ludzie. Ponadto nieprawidłowe stosowanie herbicydów może dać efekt odwrotny od zamierzonego, skutkując uszkodzeniem bądź zmniejszeniem plonów roślin sadzonych po oprysku a także chorobami korzeni.
W dobie szybko rozwijającego się rolnictwa, zarówno intensywnego jak i ekstensywnego, zapotrzebowanie na środki, które mimo swojej wysokiej skuteczności nie będą ujemnie oddziaływały na środowisko i zdrowie, będzie rosło.
Potencjalne Kierunki Dalszych Badań
Uzyskane w wyniku przeprowadzonego doświadczenia rezultaty warto by wzbogacić o badania nad wykorzystaniem innych roślin bądź innych organów roślinnych jako donorów allelopatin. Możliwe, że stosując nawet te same gatunki i ich organy, lecz w różnym stadium rozwojowym, uzyskano by inne wyniki, gdyż jak podają źródła, potencjał allelopatyczny u młodych roślin jest wyższy. Być może również odmienny sposób przygotowania wywaru wywarłby silniejszy skutek w zwalczaniu chwastów. Należy także zwrócić uwagę na proces wchłaniania i transportu herbicydów w roślinie. Możliwe, że lepsze poznanie tego zagadnienia pozwoli na zmniejszenie używanych dawek syntetycznych środków, a w przyszłości wykluczy ich używanie na rzecz oprysków naturalnych.
Niewykluczone, że dalsze badania na ten temat pozwolą na szczegółową identyfikację określonych związków wykazujących konkretne działanie allelopatyczne oraz na określenie stopnia wrażliwości na nie poszczególnych gatunków chwastów.
Wyniki przeprowadzonego eksperymentu mogą sugerować, że syntetyczne pestycydy długo pozostaną w użyciu ze względu na swoją bezdyskusyjną skuteczność działania. Warto jednak zastanowić się nad konsekwencjami dalszego używania ich na tak szeroką skalę oraz nad niekwestionowanymi korzyściami dla środowiska naturalnego i zdrowia człowieka, wynikającymi z wykluczenia ich z procesu produkcji rolnej.
tags: #jaki #wpływ #ma #woda #destylowana #na
