PL246354B1

PL246354B1 - Podłoże do uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu long cane i sposób prowadzenia uprawy bezglebowej z zastosowaniem podłoża

Info

Publication number: PL246354B1
Application number: PL446104A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Jarosz; Karolina Pitura
Original assignee: Univ Przyrodniczy W Lublinie
Priority date: 2023-09-14
Filing date: 2023-09-14
Publication date: 2025-01-13
Also published as: PL446104A1

Abstract

Przedmiot zgłoszenia stanowi podłoże do uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” z naturalnego węgla brunatnego, rozdrobnionego do frakcji cząstek o średnicy od 4,0 do 8 mm, zawierające co najmniej 80% materii organicznej w stosunku do suchej masy, o porowatości całkowitej w zakresie 70% - 90%, posiadające wolne przestrzenie wypełnione wodą i powietrzem, podsiąkliwe i zachowujące stałe właściwości powietrzno-wodne. Podłoże charakteryzuje się tym, że zawiera dodatek rozdrobnionego zeolitu o granulacji cząstek od 0,2 do 0,6 mm, w ilości 9% - 21% objętościowo. Przedmiotem zgłoszenia jest również sposób prowadzenia uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” z zastosowaniem powyższego podłoża.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest podłoże do uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” i sposób prowadzenia uprawy bezglebowej z zastosowaniem podłoża.

Dobór podłoża o odpowiednich parametrach fizyko-chemicznych jest jednym z podstawowych warunków optymalizacji wielkości plonu i jakości owoców w bezglebowej uprawie maliny z sadzonek typu „long cane”. Standardowym podłożem stosowanym dotychczas jest włókno kokosowe będące materiałem odpadowym z obróbki orzechów kokosowych.

Jako alternatywa dla podłoża kokosowego mogą być wykorzystane drobne frakcje węgla brunatnego. Rozwiązanie takie znane jest z publikacji patentowej Pat.231010. Ujawnione podłoże do bezglebowej uprawy roślin, przeznaczone zwłaszcza do uprawy warzyw w uprawach szklarniowych i tunelach foliowych, zawiera co najmniej 80% materii organicznej w stosunku do suchej masy, charakteryzuje się porowatością całkowitą w zakresie 70-90%, obecnością wolnych przestrzeni wypełnionych wodą i powietrzem, jest podsiąkliwe i zachowuje stałe właściwości powietrzno-wodne. Podłoże cechuje to, że stanowi je naturalny węgiel brunatny, rozdrobniony do frakcji cząstek o średnicy od 1,0 do 20 mm i/lub do frakcji ziemistej o granulacji wynoszącej do 1,0 mm, korzystnie 2,5 mm. Komercyjnie podłoże to dostępne jest pod handlowa nazwą CarboMat (producent - Carbohort).

Okazuje się jednak, że cechy fizykochemiczne podłoża z węgla brunatnego dla niektórych gatunków (np. maliny uprawianej z sadzonek typu „long cane”) wymagają modyfikacji, zwłaszcza w zakresie poprawy parametrów powietrzno-wodnych. Zarówno dane literaturowe jak i doświadczenia praktyczne wskazują, iż materiał ten wykorzystany jako podłoże samoistne jest zbyt przepuszczalny. Pojemność wodna węgla brunatnego o frakcjach najczęściej wykorzystywany jako podłoże samoistne (2-10 mm) wynosi 35-38% v:v, natomiast pojemność powietrzna 42-45% v:v. W praktyce produkcyjnej w okresie wiosenno-letnim, przy wysokiej temperaturze oraz intensywnym nasłonecznieniu, trudno jest utrzymać optymalną wilgotności ryzosfery roślin nawet przy wykorzystaniu automatycznego systemu zarządzania fertygacją. Parametry fizyko-chemiczne węgla brunatnego można zmodyfikować poprzez dodatek odpowiednich materiałów inertnych. Odpowiednio dobrany dodatek do węgla brunatnego może również w określonym stopniu niwelować skokowe zmiany koncentracji w ryzosferze niektórych mikroelementów (głównie żelaza i manganu), które w trakcie sezonu wegetacyjnego mogą się uwalniać z węgla brunatnego w wyniku sorpcji wymiennej jonów oraz mikrobiologicznych procesów rozkładu.

Nieoczekiwanie okazało się, że modyfikację tę można osiągnąć poprzez dodatek drobnych frakcji naturalnego zeolitu.

Istota podłoża do uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” z naturalnego węgla brunatnego, rozdrobnionego do frakcji cząstek o średnicy od 4,0 do 8 mm, zawierającego co najmniej 80% materii organicznej w stosunku do suchej masy, o porowatości całkowitej w zakresie 70-90%, posiadającego wolne przestrzenie wypełnione wodą i powietrzem, podsiąkliwego i zachowującego stałe właściwości powietrzno-wodne, polega na; tym, że zawiera ono dodatek rozdrobnionego zeolitu o granulacji cząstek 0,2-0,6 mm w ilości 9-21% objętościowo, wymieszanego równomiernie w całej miąższości.

Istotą sposobu prowadzenia uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” jest to, że stosuje się podłoże określone powyżej, objętość podłoża przypadająca na jedną roślinę wynosi od 7 do 10 litrów. Koncentrację miedzi w pożywce utrzymuje się w zakresie 0,13-0,16 mg^dm^-3. Wilgotność podłoża utrzymuje się w zakresie 50-65%, a fertygację prowadzi się z zachowaniem 10-25% przelewu wód drenarskich.

Zeolit to mikroporowaty glinokrzemian przestrzenny pierwiastków alkalicznych (sodu, potasu, wapnia). Ze względu na charakterystyczną strukturę krystaliczną złożoną z tetraedrów krzemu i glinu minerał ten zawiera wolne przestrzenie (kanały, komory) o wielkości od 0,5 do kilku nanometrów. Najmniejsze kanały o średnicy 0,5-0,7 nm zatrzymują cząsteczki wody tworząc jej zapas w postaci tzw. wody zeolitowej. Woda zasorbowana przez zeolit jest w pełni dostępna dla korzeni roślin.

Dodatkowa efektywność zeolitu, jako komponentu podłoża mieszanego na bazie węgla brunatnego CarboMat, związana jest z ogromnym powinowactwem tego minerału do wiązania kationów metali, takich jak żelazo, mangan, cynk, nikiel, uwalniających się z węgla brunatnego w wyniku rozkładu mikrobiologicznego lub procesów desorpcji. Jako, że zeolit absorbuje również pozostałe kationy metaliczne, będące składnikami pokarmowymi, działa jak swoisty bufor regulujący ich koncentrację w ryzosferze. W okresach zwiększonego, pobierania kationów przez system korzeniowy lub w przerwach pomiędzy cyklami fertygacji, uruchamiają się procesy desorpcji kationów ze struktur zeolitu, będące naturalną reakcją wyrównującą stężenia jonowego w roztworze wodnym środowiska korzeniowego.

Przedmiot wynalazku przedstawiono szczegółowo w przykładach realizacji. Przygotowano dwa podłoża z zastosowaniem podłoża CarboMat, będącego podłożem z naturalnego węgla brunatnego, rozdrobnionego do frakcji cząstek o średnicy 4-8 mm, zawierającego ok. 80% materii, organicznej w stosunku do suchej masy, o porowatości całkowitej w zakresie 70-90%, posiadającego wolne przestrzenie wypełnione wodą i powietrzem, podsiąkliwego i zachowującego stałe właściwości powietrznowodne. W pierwszym podłożu zastosowano dodatek rozdrobnionego zeolitu o granulacji cząstek 0,2-0,6 mm, w ilości 10% v:v, w drugim zastosowano dodatek rozdrobnionego zeolitu w ilości 20% v:v. Dodatek zeolitu wymieszano równomiernie w całej miąższości. Zarówno węgiel brunatny, jak i zeolit muszą spełniać normy czystości chemicznej i biologicznej kwalifikujące te materiały jako dodatek do podłoża uprawowego.

Maliny z zastosowaniem ww. podłoży uprawiano tak, że objętość podłoża przypadająca na jedną roślinę wynosiła 7 litrów. W roztworze pokarmowym stosowanym w formie fertygacji utrzymywano zawartość miedzi w przedziale 0,13-0,16 mg^dm^-3, co stanowi zwiększenie o ok. 20% w porównaniu do uprawy na podłożu kokosowym. Częstotliwość oraz długość pojedynczego cyklu fertygacji dopasowano do aktualnych warunków pogodowych i fazy rozwojowej roślin, tak aby utrzymać wilgotność podłoża w zakresie 50-65%. Fertygację prowadzono z zachowaniem 10-25% przelewu wód drenarskich.

Przeprowadzono badania wegetacyjne określające efektywność ww. podłoży. W doświadczeniu podłoża porównywano do podłoża kokosowego (Botanicor), uznawanego obecnie za swoisty standard w bezglebowej uprawie maliny oraz do czystego podłoża z węgla brunatnego CarboMat. We wszystkich obiektach zastosowano jednakową objętość podłoża: 7 litrów na roślinę. Rośliną doświadczalną była malina odmiany ‘Enrosadira' posadzona z dwupędowych sadzonek typu „long cane”. Każda roślina była odżywiana z użyciem płynnego roztworu nawozów (fertygacji) przygotowanego z użyciem precyzyjnych dozowników nawozowych (Dosatron DI 16). Zawartość i proporcje składników pokarmowych w pożywce były dopasowane do fazy rozwojowej roślin. Pożywkę dozowano z 10-20% przelewem utrzymując w podłożu wilgotność w przedziale 50-65% (w zależności od fazy rozwojowej). Wszystkie parametry poza doświadczalne i zabiegi agrotechniczne były jednakowe dla wszystkich obiektów. Doświadczenie założono w układzie bloków losowych w 5 powtórzeniach. Powtórzeniem był blok, w którym rosły 4 rośliny. Obliczenia statystyczne otrzymanych wyników wykonano za pomocą programu Statistica wersja 13.0 (StatSoft, Polska), za pomocą modułu Anova dla układów jednoczynnikowych. Istotność różnic między średnimi weryfikowano testem NIR Fishera na poziomic istotności α = 0,05.

W przeprowadzonych badaniach potwierdzono efektywność plonotwórczą podłoża złożonego z węgla brunatnego CarboMat z dodatkiem zeolitu, w porównaniu zarówno do kokosu jak i do czystego podłoża z węgla stosowanego jako podłoże jednorodne. W doświadczeniach wykazano istotnie większy plon ogólny oraz handlowy owoców maliny odmiany ‘Enrosadira’ uprawianej w podłożu mieszanym, przygotowanym na bazie podłoża z węgla brunatnego CarboMat z dodatkiem zeolitu w proporcji objętościowej 10% oraz 20%, w porównaniu do podłoża kokosowego (Botanicor). W odniesieniu do podłoża samoistnego z węgla brunatnego CarboMat statystycznie potwierdzono jedynie wzrost plonu ogólnego oraz handlowego owoców maliny uprawianej w podłożu z 10% dodatkiem objętościowym zeolitu. W podłożu z węgla brunatnego z 20% dodatkiem objętościowym zeolitu stwierdzono wyraźną tendencję do wzrostu plonu ogólnego oraz handlowego owoców, w porównaniu do czystego węgla brunatnego, jednak różnice te nie zostały potwierdzone statystycznie (tab. 1).

Podkreślenia wymaga wyższy udział plonu handlowego w plonie ogólnym owoców, odnotowany w podłożach węglowych z dodatkiem zeolitu w obu badanych proporcjach objętościowych, w porównaniu do czystego podłoża węglowego oraz włókien kokosowych.

Na uwagę zasługuje również niemal o połowę niższy udział owoców porażonych przez szarą pleśń, stwierdzony przy uprawie maliny w węglu brunatnym z dodatkiem zeolitu (w obu badanych proporcjach objętościowych), w porównaniu do standardowego podłoża kokosowego. Aspekt poprawy zdrowotności roślin uprawianych w innowacyjnym podłożu na bazie węgla brunatnego z dodatkiem zeolitu jest dla plantatorów szczególnie istotnym parametrem w kontekście ograniczania dostępności chemicznych środków ochrony roślin, będącym efektem wdrażania ,,Green Deal for Europe”.

Zawartość makro- i mikroskładników pokarmowych w liściach malin uprawianych w badanych podłożach wskazuje na prawidłowe odżywienie roślin i na brak jakichkolwiek zakłóceń w pobieraniu składników pokarmowych.

Ważnym parametrem oceny przydatności podłoża, oprócz efektywności plonotwórczej, jest również skład chemiczny owoców. Jest to również parametr decydujący o wartości dietetyczno-użytkowej owoców. Owoce zebrane z podłoża węglowego wzbogaconego w zeolit, w obu badanych proporcjach

PL 246354 Β1 objętościowych nie odbiegają pod względem zawartości makro- i mikroelementów, suchej masy, witaminy C i ekstraktu od owoców z pozostałych badanych podłoży. Potwierdza to przydatności podłoża mieszanego na bazie węgla CarboMat z dodatkiem 10% i 20% objętościowych zeolitu w bezglebowej uprawie ma liny z sadzonek typu „long cane”.

Tab. 1. Plonowanie maliny odmiany Enrosadira uprawianej z sadzonek „long cane” w zależności od rodzaju zastosowanego podłoża

Podłoże	Plon ogólny (gra nr roślina')	Plon handlowy (gram roślina·')	Średnia masa owocu (β)	Udział plonu handlowego w ogólnym (%)	Udział owoców porażonych przez szarą pleśń (%)
Podłoże kokosowe	l390,7a	1303,8a	4,73b	93,75	6,25
Podłoże z węgla brunatnego CarboMat	1534,Ob	l470,3b	4,5 la	95,85	4J5
Podłoże CarboMat + zeolit 10% v:v	l6IO,9c	1555,5c	4,38a	96,73	3,27
Podłoże CarboMat + zeolit 20% v;v	I576,2bc	I538,0bc	4,42a	97,58	2,32

• Wartości oznaczane tą samą literą nie różnią się statystycznie przy λ=Ό,05

Tab. 2. Zawartość makroskładników pokarmowych w liściach maliny odm. Enrosadira w zależności od rodzaju podłoża uprawowego

Podłoże	N-og.	P	K	Ca	Mg
	% suchej masy
Podłoże kokosowe	3,l 8	0,23	2,33	1,07	0,43
Podłoże z węgla brunatnego CarboMat	2,99	0,21	2,16	1,27	0,44
Podłoże CarboMat + zeolit 10% v:v	3,20	0,27	2,H	1,42	0,47
Podłoże CarboMat + zeolit 20% v:v	3,17	0,27	2,14	1,47	0,47

Tab. 3. Zawartość suchej masy, kwasu L-askorbinowego (witamina C), ekstraktu oraz azotanów (NO3 ) w owocach maliny w zależności od badanego podłoża.

Podłoże	Sucha masa (%)	Witamina C (mg- 100g ^l św. m.)	Ekstrakt (% Brix)	Zawartość azotanów
Podłoże kokosowe	I4,41b	25,40c	8,05a	94,33a
Podłoże z węgla brunatnego CarboMat	1.3,3 lab	21,57b	8,70b	91.50a
Podłoże CarboMat + zeolit 10% v:v	12.91a	20,73ab	8,21 a	92,Oa
Podłoże CarboMat + zeolit 20% v:v	13,43ab	18,57ο	8,8 Ib	96,Oa

• Wartości oznaczane tą samą literą nie różnią się statystycznie przy λ=0,05

PL 246354 Β1

Zawartość makroskładników pokarmowych w owocach maliny odm. Enrosadira w zależności od rodzaju podłoża uprawowego.

Podłoże	Pe	Mn	Zn	Cu	13	Mo
mg kg'¹ suchej masy
Podłoże kokosowe	49,73	16,51	24,92	4,05	10,76	1,84
Podłoże z węgla brunatnego CarboMat	63,43	50,83	23,96	2,85	13,22	1,71
Podłoże CarboMat + zeolit 10% v:v	90,89	74,9	26,86	2,97	13,84	1,53
Podłoże CarboMat + zeołit 20% v:v	80,65	82,56	27,62	3,12	13.55	1,25

Tab. 4. Zawartość mikroskładników pokarmowych w owocach maliny odm. Enrosadira w zależności od rodzaju podłoża uprawowego.

Podłoże	N-og.	P	K	Ca	Mg
	% suchej masy
Podłoże kokosowe	1,87	0,3	1,65	0,19	0,20
Podłoże z węgła brunatnego CarboMat	1,85	0,27	1,68	0,19	0,21
Podłoże CarboMat + zcolil 10% v:v	1,86	0,27	1,78	0,19	0,21
Podłoże CarboMat + zeolit 20% v:v	1,92	0,26	1,71	0,20	0,21

Claims

1. Podłoże do uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane” z naturalnego węgla brunatnego, rozdrobnionego do frakcji cząstek o średnicy od 4,0 do 8 mm, zawierające co najmniej 80% materii organicznej w stosunku do suchej masy, o porowatości całkowitej w zakresie 70-90%, posiadające wolne przestrzenie wypełnione wodą i powietrzem, podsiąkliwe i zachowujące stałe właściwości powietrzno-wodne, znamienne tym, że zawiera dodatek rozdrobnionego zeolitu o granulacji cząstek 0,2-0,6 mm, w ilości 9-21% objętościowo.

2. Sposób prowadzenia uprawy bezglebowej, zwłaszcza malin z sadzonek typu „long cane”, znamienny tym, że stosuje się podłoże określone w zastrz. 1, objętość podłoża przypadająca na jedną roślinę wynosi od 7 do 10 litrów, koncentrację miedzi w pożywce utrzymuje się w zakresie 0,13-0,16 mg dm'³, wilgotność podłoża utrzymuje się w zakresie 50-65%, a fertygację prowadzi się z zachowaniem 10-25% przelewu wód drenarskich.