univerzitet u beogradu poljoprivredni...

Београд, новембар 2013.

UNIVERZITET U BEOGRADUPOLJOPRIVREDNI FAKULTET

Uticaj vremena setve i gustine useva na ontogenezu, prinos i kvalitet zrna krupnika (Triticum spelta L.)

Vladan M. Ugrenović

- Doktorska disertacija -.

Beograd, novembar 2013.

U svim područjima gajenja postepeno jezamenjivan običnom pšenicom, tako da seod polovine XX veka u proizvodnji nalaziosamo na većim nadmorskim visinama, pretežno kao krmna biljka.

Prema arheološkim nalazima krupnik jegajen i korišćen u ishrani ljudi na prostoruTranskavkazja, severno od Crnog mora previše od 7.000 godina.

Osamdesetih godina XX veka vraća se interesovanje za ovu vrstu pšenice, a proizvodnja i upotreba proizvoda od zrna krupnika u ishrani ljudi sve više raste(Zielinski, 2008).

Slika 1. Krupnik. A. bez osja; B. sa osjem (Hallier, 1881).

Uvod

Krupnik (Triticum spelta L.) pripada heksaploidnoj grupigajenih vrsta roda Triticum, sa lomljivim vretenom klasa iplevičastim plodom (Glamočlija, 2012).

Slika 2. Klasovi krupnika (foto: Ugrenović, 2010).

Pri žetvi klas krupnika se raspada na klasiće u kojima se nalaze najčešće dva, a ponekad i tri zrna (caryopsis).

Slika 3. Žetva krupnika (foto: Ugrenović, 2010).

Zrna su čvrsto obavijena plevama i plevicama, a kodneselekcionisanih populacija krupnika one se teškouklanjaju (Ruegger et al., 1990; Reento and Muck, 1999).

Slika 4. Klasići i zrna krupnika (foto: Ugrenović, 2012).

O površini i proizvodnji krupnika u svetu zvanična statistika ne beleži podatke, ali se u proteklim decenijama ove vrednosti povećavaju, prvenstveno u zemljama centralne i zapadne Evrope, kao i na američkom kontinentu (Rozenberg et al., 2003).

Austrija - 30% od površina pravih žita.U Australiji se proizvede 1.600 t, a potrebe su oko 10.000 t.

Pregled literature

(Rüegger et at., 1993, Rüegger and Winzeler, 1993,Rimle, 1995, Janick, 1996, Schmid et at., 1996,Ehsanzadeh, 1998, Castagna, et al., 1996, Troccoli andCodianni, 2005, Neeson et al., 2008, Koutroubas et al.,2011).

U našoj zemlji na rešavanju pitanja izbora najpovoljnijeagrotehnike u proizvodnji obične pšenice ima veliki brojistraživanja koja bi se samo delimično mogla primeniti iu proizvodnji krupnika, budući da se ova vrsta dostarazlikuje po biološkim osobinama.

Slika 5. Istovremeno klijanje plevičastog i oljuštenog semena krupnika (foto: Ugrenović, 2009).

Naučni cilj istraživanja

Postavljeni cilj bio je da se ustanovi uticaj vremena setve,gustina useva i stepena dorade upotrebljenog semena nadinamiku odvijanja fenofaza, na morfološke osobine i prinoskrupnika.

Predmet istraživanja ove doktorske disertacije bila je prva domaća sorta krupnika Nirvana koja je dobijena reselekcijom lokalne populacije u Institutu za ratarstvo i povrtarstvo u Novom Sadu.

Materijal i metod rada

Slika 6. Nirvana (www.nsseme.com).

Poljski mikroogledi izvedeni su 2009/10, 2010/11. i 2011/12.godine, na oglednom polju Instituta Tamiš, kao trofaktorijalni učetiri ponavljanja, metodom podeljenih parcela (split-plot).

Slika 7. Setva mikroogleda (foto: Ugrenović, 2010).

Vreme setve: 5. oktobar, 25. oktobar, 15. novembar.

Gustina useva: 350 semena po m2, 500 semena po m2,650 semena po m2.

Stepen dorade semena: plevičasto seme,oljušteno seme.

Istraživanjima su bila obuhvaćena sledeća tri faktora:

U toku vegetacionog perioda izvođena su sledeća proučavanja:

• fenološka osmatranja prema BBCH skali (Hack et al., 2001),

• broj biljaka po m2,• broj stabala po m2,• mortalitet izdanaka (%), Ehsanzadeh (1999),

• broj klasova po m2,• visina biljke u cm,• stepen poleganja biljaka, metod MPŠiV RS.

Slika 8. Poleganje biljaka (foto: Ugrenović, 2011).

U punoj zrelosti useva izvršena su sledeća proučavanja:

• masa klasa (g),• broj zrna u klasu,• masa zrna u klasu (g),

• prinos nadzemne biomase (t ha-1),• žetveni indeks (%),• indeks pleva (%),• prinos oljuštenog zrna (t ha-1).

Slika 9. Vršidba (foto: Ugrenović, 2010).

Indeks pleva (%) predstavlja odnos između maseoljuštenog zrna sa plevičastim:

100×=PpzPozIP

IP – indeks pleva; Poz – prinos oljuštenog zrna; Ppz – prinos plevičastog zrna.

Slika 10. Laboratorijska ljuštilica za krupnik RePietro Spelt Huller MDF1, kakvu poseduju u Institutu Tamiš.

Svaki od dobijenih pokazatelja je obrađen statističkom analizom na godišnjem nivou.

Homogenost varijansi Levene′s testom.

ANOVA i LSD-test

Veličina uticaja svakog faktora, kao i njihove interakcije utvrđena je eta-parcijalnim koeficijentom .

Relativna zavisnost osobina je izmerena Pearsonovim koeficijentom korelacije i testirana na nivou značajnosti 5% i 1%.

Statistika

Meteorološki uslovi u toku izvođenja ogleda

Tabela 1. Sume padavina i temperatura vazduha za vegetacioni period ,prosečne vrednosti za tri godine istraživanja (2009/10–2011/12),

Sume za vegetacioni period

Godina Višegodišnjiprosek2009/10 2010/11 2011/12

Padavine(mm)

804 544 466 517

Temperatura vazduha(oC)

3454 3212 3337 3304

Zemljišni uslovi u toku izvođenja ogleda

Dubinacm

CaCO3%

Ph u H2O

Ph u KCl

Humus%

Ukupam N%

P2O5mg/100 g

K2Omg/100 g

0-30 12,30 8,30 7,30 4,40 0,23 20,50 17,0030-60 14,70 8,30 7,40 3,90 0,20 15,70 13,80

Tabela 2. Agrohemijske osobine černozema na lesnoj terasi, prosečnevrednosti za tri godine istraživanja (2010, 2011, 2012)

Rezultati istraživanja podeljeni su u tri potpoglavlja, i to:- ontogeneza krupnika,- morfološke osobine, komponente prinosa i prinos zrna, - prometni i tehnološki kvalitet zrna krupnika

Slika 11. Brojanje stabala u fazi vlatanja (foto: Filipović, 2010).

Ontogeneza krupnika

Faze rastenja u ovom istaživanju predstavljene su spoljašnjim promenama, prema BBCH skali (Hack et al.,2001).

Rezultati pokazuju da je vreme setve značajno uticalo nadinamiku nastupanja fenofaza, dok gustina useva i nivodorade semena nisu ispoljili dejstvo, pa nisu razmatrani.

Prosečna dužina vegetacionog perioda bila je najveća u prvom roku setve, 278 dana, u drugom taj period trajao je 261, a u trećem 240 dana.

1 - setva; 2 - nicanje; 3 - bokorenje; 4 - vlatanje; 5 – klasanje;6 - voštana zrelost; 7 - puna zrelost.

Dužina perioda do klasanja varira više nego dužina perioda formiranja, nalivanja i sazrevanja zrna.

Kasnijom setvom, periodi od setve do nicanja i od nicanja do bokorenja trajali su duže, dok su faze bokorenja, vlatanja, klasanja do pune zrelosti trajale kraće.

Morfološke osobine, komponente prinosa i prinos zrna

Slika 12. Početak klasanja (foto: Ugrenović, 2010).

U trogodišnjem proseku na broj izniklih biljaka najveći uticaj ispoljila je gustina setve**, dok nivo dorade semenaNS nije uticao na poljsku klijavost i broj izniklih biljaka.

.

Broj biljaka po m2

V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar,G1=350 semena, G2=500 semena, G3=650 semena.

U trogodišnjem proseku vrednost ove osobine krupnika varirala je u odnosu na promenu vremena setve** i gustine useva**.

Broj stabala po m2

Prosečan broj stabala po m2 za tri godine istraživanja bio je 710.

Vremenski uslovi su uticali na proučavane faktore tako da je u prve dve vlažnije godine formiran veći broj stabala dok je u najsuvljoj 2012. godini taj broj bio najmanji.


Najviše stabala (790) bila je u najgušćem usevu, a zatim je taj broj opadao sa smanjenjem gustine (711 do 630).

Broj stabala po biljci bio je veći u usevu manje gustine.

Sa odmicanjem vremena setve broj stabala po m2 statistički je značajno opadao, od 730 do 687.

Rüegger and Winzeler (1993) navode da je mortalitet izdanaka karakteristična osobina krupnika, a da gustina useva značajno utiče na vrednost ove osobine, što je potvrđeno i našim istraživanjem.

Prosečna vrednost za tri godine istraživanja, najviše je bila uslovljena gustinom setve**, ali je i vreme setve**značajno uticalo.

Izumiranje izdanaka bilo je vrlo izraženo (39,21%).

Vreme setve najviše je uticalo u sušnoj, trećoj, godini, a najmanje u najvlažnijoj, prvoj.

Mortalitet izdanaka (%)

Najveći procenat izumrlih stabala bio je u usevu najveće gustine, 46,59%, a najmanji u usevu srednje gustine, 34,15%.


Na vrednost broja klasova po m2, koja je u celini iznosila 510, najveći uticaj ispoljila je gustina useva**.

Vremenski uslovi su značajno uticali na efekat proučavanih faktora što je zapaženo u godišnjim variranjima broja klasova po jedinici površine.

Vreme setve najmanje je uticalo u najvlažnijoj prvoj godini*, a značajno više u suvljoj drugoj** i trećoj**.

Broj klasova po m2

Kasnijom setvom broj klasova po m2 bio je manji u odnosu na raniju setvu. Sa povećanjem gustine useva rastao je broj klasova po m2, od 461do 539. Iako je u usevu najgušće setve bilo najviše klasova u odnosu na srednju gustinu, povećanje je iznosilo samo 1,6%,zbog izraženijeg mortaliteta izdanaka.


U uporednim istraživanjima krupnika i obične pšenice, više autora ističe da je broj stabala po m2

zbog izraženog bokorenja kod krupnika, bio značajno veći u odnosu na običnu pšenicu.

Broj klasova po m2

Nasuprot tome, broj klasova po m2 bio je manji ili jednak, što je posledica izraženog mortaliteta izdanaka krupnika.

Slika 13. Klasovi krupnika u cvetanju (foto: Ugrenović, 2010).

Na visinu biljke u trogodišnjem istraživanju(prosek je bio 117 cm), najviše je uticalo vreme setve**.

Gustina useva nije uticala u najvlažnijoj prvoj godiniNS, a smanjivanjem količine padavina u drugoj i trećoj godini, uticaj ovog faktora bio je statistički veoma značajan**.

Visina biljke (cm)

Visina biljke je opadala u kasnijim rokovima setve (od 123,5 cm do 108,5 cm).

Najveća visina biljke (117.7 cm) bila je u najređem usevu, a zatim je opadala sa povećanjem gustine (116,9 do 116,2 cm).


Na stepen poleganja biljaka (trogodišnji prosek bio je 14,5%) uticale su gustine useva i rokovi setve.

Uticaj vremena setve bio je sa manjim efektom dejstva u odnosu na gustinu useva.

Vremenski uslovi su imali uticaj na posmatrane faktore tako da je u prve dve vlažnije godine stepen poleganja biljaka bio veći**, dok je u sušnoj 2012. godini taj stepen bio najmanjiNS.

Poleganje biljaka (%)

Poleganje biljaka bilo je manje u usevima manje gustine (3,7%), dok se sa povećanjem broja biljaka po jedinici površine ono povećalo do 33,4%.

U kasnijim rokovima setve poleganje biljaka bilo je manje izraženo.


Vreme setve** i gustina useva** značajno su uticali na broj zrna po klasu.

Trogodišnji prosek broja zrna po klasu bio je 31.

Vremenski uslovi su imali uticaj na posmatrane faktore tako da je u prve dve vlažnije godine formiran veći broj zrna po klasu, dok je u sušnoj 2012. godini taj broj bio najmanji.

Broj zrna po klasu

Efekat dejstva proučavanih faktora bio je gotovo identičan tako da je sa kasnijom setvom i većom gustinom useva, prosečan broj zrna po klasu opadao, od 32, do 29.

Sličan trend ustanovili su Castagna, et al. (1996) i Rüegger et al. (1993).


Na prosečnu masu zrna po klasu (koja je iznosila 1,07 g) značajno je uticalio vreme setve** i gustine useva**.

Vreme setve i gustina useva u prve dve povoljne godine delovali su gotovo identično, a u trećoj, najnepovoljnijoj, vreme setve je imalo veći uticaj.

U prve dve godine formirana je veća masa zrna po klasu dok je u 2012. godini ta vrednost bila najmanja.

Masa zrna po klasu (g)

Kasnijom setvom smanjivala se masa zrna po klasu (1,16 g do 0,94 g)

Najveća masa zrna po klasu dobijena u najređem usevu (1,14 g), a najmanja u najgušćem (0,99 g).

Rezultati Castagna et al. (1996) i Rüegger et al. (1993) pokazuju isti trend kretanja vrednosti ove osobine.


Najveći uticaj na trogodišnji prosek prinosa nadzemne biomase (12,6 t ha-1) imalo je vreme setve** i gustina useva**.

Smanjene količine padavina značajno su uticale na prinos nadzemne biomase, pa je ona bila najmanja u trećoj godini - sa najnepovoljnijim vodnim režimom.

Vreme setve i gustina useva u prvoj najvlažnijoj godini delovali su gotovo identično, a u drugoj i trećoj, koje su bile sa manje padavina, vreme setve je imalo veći uticaj.

Prinos nadzemne biomase (t ha-1)

Vrednost nadzemne biomase je opadala sa kasnijom setvom, i to od 13,56 t ha-1 do 11,29 t ha-1.

Prinos nadzemne biomase bio je najveći u usevu srednje gustine (12,95 t ha-1) što je posledica najmanjeg stepena mortaliteta izdanaka, optimalanog odnos broja klasova i broja i mase zrna po klasu.


Žetveni indeks bio je u celini 25,49%. Najveći uticaj na ovaj pokazatelj u trogodišnjem proseku imala je gustina useva**.

Variranja efekta dejstva pojedinih faktora po godinama ukazuju da oni zavise od vremenskih uslova, tako da vreme setve u trećoj, sušnoj, godini nije ispoljilo uticajNS, dok je dejstvo ovog faktora u drugoj godini bilo statstički veoma značajno**.

Žetveni indeks (%)

Žetveni indeks je bio najveći u usevu srednje gustine (26,49%), a najmanji u usevu najveće gustine (24,14%).

Prosečne trogodišnje vrednosti bile su niže od vrednosti dobijenih u istraživanjima Koutroubas et al. (2011) za 22,76 % i Ruegger et al. (1993) za 23,91%.


Na indeks pleva (trogodišnji prosek bio je 30,65%) uticali su rokovi setve i gustine useva.

U prvoj najvlažnijoj godini više je uticala gustina useva, a u drugoj najpovoljnijioj vreme setve.

U trećoj, sušnoj godini proučavani faktori nisu značajno uticali na indeks pleva.

Na osnovu trogodišnjih istraživanja može se istaći da u uslovima povoljnijeg vodnog i toplotnog režima biljke, u celini imaju manji indeks pleva nego u sušnoj godini.

Indeks pleva (%)

V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar, G1=350 semena, G2=500 semena, G3=650 semena.

Trogodišnje prosečne vrednosti indeksa pleva po tretmanima varirale su od 29,30% do 31,54%.Najveće prosečne vrednosti ovog pokazatelja bile su u trećem roku setve i u najgušćem usevu.

Na prosečan prinos oljuštenog zrna (trogodišnji prosek bio je 3,19 t ha-1) podjednako su uticali vreme setve** i gustina useva**.

Vreme setve i gustina u drugoj najpovoljnijoj godini delovali su gotovo identično. U prvoj, najvlažnijoj, godini gustina useva je imala veći efekat dejstva, dok je u tećoj sa najmanje padavina, vreme setve, više uticalo.

Prinos oljuštenog zrna (t ha-1)

U prvom roku, ostvaren je najveći prinos oljuštenog zrna (3,46 t ha-1). Sa kašnjenjem setve ova vrednost je opadala, za 4% do 19,7%.

Najveći prosečan prinos oljuštenog zrna bio je u usevu srednje gustine (3,44 t ha-1), što je posledica najmanjeg stepena mortaliteta izdanaka, optimalnog odnosа broja klasova i broja i mase zrna po klasu. Prinos oljuštenog zrna bio je manji u ređem usevu za 8,4%, a u gušćem za 13,7%.

V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar, G1=350 semena, G2=500 semena, G3=650 semena.

Prometni i tehnološki kvalitet zrna krupnika

Krupnik ima niže vrednosti zapreminske mase zrna nego što je to kod obične hlebne pšenice. Uzano dugo zrno krupnika utičena smanjenje vrednosti ovog pokazatelja (Kaluđerski i Filipović, 1998).

Vreme setve Zapreminska masa zrna (kg/hl)V1 68,92 aV2 66,80 bV3 66,48 b

U prvom roku setve (V1) zapreminska masa zrna krupnika bila je značajno veća u odnosu na drugi (V2) i treći rok (V3), što govori u prilog pravovremene setve.

Zapreminska masa

*Napomena: V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar.Različiti brojevi u istoj koloni označavaju signifikatnu razliku (p<0,01)

Vrednosti gluten-indeksa u našim istraživanjima bile su relativno male, što ukazuje na relativno slabe hlebno-pekarske osobine brašna.

Iako je ranijom setvom krupnika zrno imalo gluten značajno većeg kvaliteteta, on je i dalje nizak.

Hemijsko-biohemijske osobine.

Vreme setveSadržaj proteina

(%, s. m.)Sadržaj vlažnog

glutena (%)Gluten-

indeksV1 17,5 a 43,1 b 76 a

V2 18,1 b 45,1 ab 74 a

V3 18,1 b 48,1 a 62 b*Napomena: V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar.Različiti brojevi u istoj koloni označavaju signifikatnu razliku (p<0,01)

Prosečne vrednosti farinografskih pokazatelja zrna ukazuju da proučavani faktor nije imao uticaja, tako da nije bilo statistički značajnih razlika vezanih za vreme setve krupnika.

Farinografska ispitivanja

Vreme setve

Farinogram

MUV (%)na 13%

vlage

Razvojtesta(min)

Stabilitet testa(min)

Stepenomekšanja

(FJ)

Kvalit.broj

Kvalitgrupa

V1 56,1 a 3,0 a 1,0 a 110 a 47,9 a B-2V2 55,6 a 2,5 a 1,0 a 105 a 47,4 a B-2V3 56,3 a 3,5 a 0,5 b 100 a 48,3 a B-2

*Napomena: V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar.Različiti brojevi u istoj koloni označavaju signifikatnu razliku (p<0,01)

Ekstenzografska ispitivanja

Zrno krupnika, u celini ima malu energiju (znak slabog kvaliteta brašna) i malu zapreminu gotovog proizvoda.

Energija brašna prvog roka setve bila je 23 cm2 što je statistički značajno više u odnosu na treći rok setve (17 cm2).

Vreme setve

Ekstenzogram

Energija(cm2)

Otpor rastezanja testa na 5 cm

(Ej)

Rastegljivost(mm)

Odnosnibroj

V1 23 a 65 a 252 a 0,26 a

V2 19 ab 55 b 233 b 0,24 aV3 17 b 60 ab 250 a 0,24 a

*Napomena: V1=5. oktobar, V2=25. oktobar, V3=15. novembar.Različiti brojevi u istoj koloni označavaju signifikatnu razliku

(p<0,01)

Miksolab ispitivanja.Istovremeno merenje karakteristike proteina brašna i osobine skroba.

Za sva tri roka setve brašno krupnika ima relativno ujednačen, slab kvalitet, male moći apsorpcije, slabe glutenske mreže i slabe viskoznosti, što će rezultirati manje povoljnim pekarskim osobinama finalnog proizvoda, koji je i male zapremine.

Zaključak

Zaključak

Prosečna dužina vegetacionog perioda u toku istraživanja opadala je sa odmicanjem vremena setve, a dužina perioda do klasanja varirala je više nego dužina perioda formiranja, nalivanja i sazrevanja zrna.

U kasnijim rokovima setve periodi od setve do nicanja i od nicanja do bokorenja trajali su duže, dok su faze bokorenja, vlatanja, klasanja do pune zrelosti trajale značajno kraće.

Zaključak

Najveći uticaj na broj izniklih biljaka, broj stabala, mortalitet izdanaka, broj klasova, stepen poleganja i žetveni indeks imala je gustina useva.

Vreme setve najviše je uticalo na visinu biljke i prinos nadzemne biomase.

Na broj zrna po klasu, masu zrna po klasu i indeks pleva, vreme setve i gustina useva podjednako su uticali.

Zaključak

Uticaj vremena setve na prinos oljuštenog zrna bio je veoma izražen. Setvom u prvom roku, ostvaren je najveći prinos oljuštenog zrna (3,46 t ha-1).

Sa kašnjenjem setve ova vrednost opada, za 4% do 19,7%. Ovaj trend važio je za sve gustine useva i oba nivoa dorade semena.

Zaključak

U usevu srednje gustine dobijen je najveći prosečan prinos oljuštenog zrna (3,44 t ha-1), što je posledica najmanjeg stepena mortaliteta izdanaka, kao i optimalnog odnosа broja klasova i broja i mase zrna po klasu.

Prinos oljuštenog zrna bio je manji u ređem usevu za 8,4%, a u gušćem za 13,7%.

Setva 500 semena po m2 može se preporučiti kao optimalna za ovu sortu krupnika.

Zaključak

Nivo dorade upotrebljenog semena (plevičasto, oljušteno) nije uticao na poljsku klijavost, na broj izniklih biljaka, kao i na ostale proučavane osobine krupnika.

Zapaženo je samo da je setvom oljuštenog semena, varijabilnost broja izniklih biljaka po rokovima setve bila manja, ali to nije imalo statistički značajnog uticaja na prinos i kvalitet zrna.

Zaključak

Prinos oljuštenog zrna bio je u jakoj pozitivnoj korelaciji sa prinosom nadzemne biomase (p=0,91), masom zrna po klasu (p=0,82), visinom biljke (p=0,70), brojem zrna po klasu (p=0,68), žetvenim indeksom (p=0,60) i brojem klasova po m2 (p=0,44), a u jakoj negativnoj korelaciji sa stepenom mortaliteta izdanaka (p=0,65).

Hvala na pažnji

_________________________________________________________________________________________Istraživač zadužen za kontakt:Vladan Ugrenović PSS Institut ˝Tamiš˝, Novoseljanski put 33, 26000 Pančevo, Srbija, telefon: +38113313092; fax: +38113520991; mob: +381648814412; e-mail: [email protected]

_________________________________________________________________________________________

mailto:[email protected]

univerzitet u beogradu poljoprivredni...

Documents