Evaluation of Germination of Soybeans Treated with Natural Environment-Friendly Extracts Depending on the Method of their Application

• Autorzy: Piekutowska M. , Szparaga A.

Warianty tytułu

PL

Ocena kiełkowania nasion soi potraktowanych naturalnymi ekstraktami wodnymi w zależności od metody ich stosowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Soybean (Glycine max L.) is one of the most popular crop species in the world, which supplies raw material for the production of commercial fodder in Poland, as well as throughout the European Union. Unfortunately, climatic conditions and available varieties of soybeans and few preparations registered in plant protection are the main reason for low production in EU countries. The subject of the following study is examining the reaction of three varieties of soybeans (Glycine max L.): Abelina, Augusta, Merlin on natural seed treatments in the form of macerates, decoctions and infusions of Aesculus hippocastanum L. flowers. The experiment was carried out in a greenhouse facility belonging to Research Centre for Cultivar Testing, Experimental Station of Varieties Testing in Karzniczka (φ = 54°29', λ = 17°14', H = 80 m above sea level) in Pomeranian voivodship. In the greenhouse test, lasting 16 days the average number of sprouted plants were determined after applying water extracts and coefficients: Pieper and Maguire's. Two combinations of extracts were used: 24 h treatment in macerates, decoctions and infusions, followed by soil seeding and distilled water seeding using untreated seeds, while simultaneously dispensing herbal extracts. The control combination were seeds untreated with preparations. The soil used in the experiment was collected in June from the arable layer (0-20 cm) of organic oat field. The forecrop was organic narrow-leafed lupine. During the 16 days of the experiment, the temperature and humidity conditions were controlled. The results of the greenhouse experiment showed that the seeds of selected soybean varieties sprouted better and faster when treated directly during seeding (soil application). The use of extracts "per seeds" limited emergence of soybean. For the two tested varieties- Abelina and Merlin, a significant effect of the seed treatment form on the obtained results in the experiment was also demonstrated. The best emergence was observed in the Merlin variety, when its seeds soaked in distilled water and the extracts were applied directly to the soil. Further research is needed to identify the bioactive compounds contained in the aqueous extracts and assess the effectiveness of the soil application of the extracts under field conditions. The conducted research is extremely important from the point of view of agricultural practice and environmental protection.

PL

Soja (Glycine max L.) jest ważnym surowcem do produkcji pasz przemysłowych zarówno w Polsce, jak i w całej Unii Europejskiej. Niestety warunki klimatyczne, dostępne odmiany soi oraz mała podaż preparatów zarejestrowanych w tej uprawie to główna przyczyna niewielkiej produkcji w krajach UE. Przedmiotem niniejszych badań była reakcja trzech odmian soi (Glycine max L.): Abelina, Augusta, Merlin na naturalne, wodne zaprawy nasienne sporządzone w formie maceratu, wywaru i naparu na bazie suszu z kwiatów kasztanowca zwyczajnego (Aesculus hippocastanum L.). Doświadczenie zostało założone latem w obiekcie szklarniowym należącym do Centralnego Ośrodka Badania Odmian Roślin Uprawnych, Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian w Karzniczce (φ = 54°29', λ = 17°14', H = 80 m n.p.m), zlokalizowanej w województwie pomorskim. W teście szklarniowym przez 16 dni określono średnią liczbę wzeszłych roślin po użyciu wyciągów wodnych. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono dwa współczynniki: Piepera i Maguiera. Zastosowano dwie kombinacje aplikacji ekstraktów: dobowe zaprawianie w maceratach, wywarach i naparach, a następnie wysiew do gleby oraz wysiew moczonych w wodzie destylowanej ale niezaprawionych nasion przy jednoczesnym, ręcznym dozowaniu ziołowego wyciągu. Kombinację kontrolną stanowiły nasiona nie traktowane preparatami, moczone przed dobę w wodzie destylowanej. Wykorzystaną w eksperymencie glebę pobrano w czerwcu z warstwy ornej (0-20 cm) spod uprawy owsa ekologicznego. Przedplonem dla owsa był ekologiczny łubin wąskolistny. Podczas 16 dni eksperymentu kontrolowano warunki temperatury i wilgotności. Wyniki eksperymentu szklarniowego wykazały, że nasiona wybranych odmian soi kiełkowały lepiej i szybciej, gdy zaprawiano je bezpośrednio podczas siewu (aplikacja doglebowa). Stosowanie ekstraktów „na nasiona” ograniczyło kiełkowanie i wschody soi. Dla dwóch testowanych odmian- Abeliny i Merlina, wykazano także istotny wpływ formy zaprawy na uzyskane wyniki w doświadczeniu. Najlepsze wschody zaobserwowano u odmiany Merlin, gdy jej nasiona moczono w wodzie destylowanej a ekstrakty aplikowano punktowo do gleby. Hamowanie kiełkowania i wschodów soi zaobserwowano po dobowym moczeniu nasion w ekstraktach w większości kombinacji doświadczalnych. Konieczne są dalsze badania w celu zidentyfikowania związków bioaktywnych zawartych w wodnych ekstraktach i ocena skuteczności aplikacji doglebowej preparatów w warunkach polowych. Przedstawione badania są niezwykle ważne z punktu widzenia praktyki rolniczej i ochrony środowiska. Poszukiwanie naturalnych metod zaprawiania nasion jest doskonałą okazją dla rolnictwa ekologicznego, gdzie nie dopuszcza się do stosowania zapraw syntetycznych.

Słowa kluczowe

EN

Aesculus hippocastanum L.; natural plant extracts; germination; emergence; soybean

PL

Aesculus hippocastanum L.; ekstrakty wodne; kiełkowanie; wschody; soja

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 1
• Strony: 375--391
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Piekutowska M.

• Koszalin University of Technology

autor

Szparaga A.

• Koszalin University of Technology

Bibliografia

• 1. Bagayoko, M., Buerkert, A., Lung, G., Bationo, A., Römheld, V. (2000). Cereal/ legume rotation effects on cereal growth in Sudano-Sahelian West Africa: soil mineral nitrogen, mycorrhizae and nematodes. Plant and soil, 218(1-2), 103-116.
• 2. Chandler, D., Bailey, A. S., Tatchell, G.M., Davidson, G., Greaves, J., Grant, W. P. (2011). The development, regulation and use of biopesticides for integrated pest management. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci., 366(1573), 1987-1998.
• 3. Czerwińska, E., Szparaga, A. (2015). Antibacterial and antifungal activity of plant extracts. Rocznik Ochrona Środowiska, 17(1), 209-229.
• 4. Czerwińska, E., Szparaga, A., Piskier, T., Deszcz, E. (2016 a). Effect of the application methods of natural plant extracts on emergence of beets. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 61(3), 67-71.
• 5. Czerwińska, E., Szparaga, A., Piskier, T., Deszcz, E. (2016 b). Assessment of the potential for the improvement in germination capacity of leguminous plants by means of plant extracts. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 61(3), 62-66.
• 6. Dhingra, O.D., Schurt, D. A., Oliveira, R. D. L., Rodrigues, F.A. (2013). Potential of soil fumigation with mustard essential oil to substitute biofumigation by cruciferous plant species. Tropical plant pathology, 38(4), 337-342.
• 7. Ehler, L.E. (2006). Integrated pest management (IPM): definition, historical development and implementation, and the other IPM. Pest management science, 62, 787-789.
• 8. Jakubowski, T. (2015). Evaluation of the impact of pre-sowing microwave stimulation of bean seeds on the germination process. Agricultural Engineering, 2(154), 45-56.
• 9. Kaniewska, J., Płaczkowska, M., Poćwiardowski, M. (2012). Influence of peracetic acid solutions on radish seed quality. Advances of Agricultural Sciences Problems Issues, 570, 65-72.
• 10. Kocira, A., Kocira, S., Świeca, M., Złotek, U., Jakubczyk, A., Kapela, K. (2017a). Effect of foliar application of a nitrophenolate–based biostimulant on the yield and quality of two bean cultivars. Scientia Horticulturae, 214, 76-82. doi: 10.1016/j.scienta.2016.11.021.
• 11. Kocira, S., Kocira, A., Kornas, R., Koszel, M., Szmigielskim M., Krajewska, M., Szparaga, A., Krzysiak, Z. (2017b). Effect of seaweed extract on yield and protein content of two common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Legume Research. doi: 10.18805/LR-383
• 12. Kocira, S., Szparaga A., Kocira, A., Czerwińska, E., Depo, K., Erlichowska, B., Deszcz, E. (2018a) Effect of applying a biostimulant containing seaweed and amino acids on the content of fiber fractions in three soybean cultivars. Legume Research. doi: 10.18805/LR-412
• 13. Kocira, S., Szparaga, A., Kocira, A., Czerwińska, E., Wójtowicz, A., Bronowicka- Mielniczuk, U., Koszel, M., Findura, P. (2018b). Modeling biometric traits, yield and nutritional and antioxidant properties of seeds of three soybean cultivars through the application of biostimulant containing seaweed and amino acids. Frontiers in Plant Sciences, 9:388. doi: 10.3389/fpls.2018.00388
• 14. Maguire, J.D. (1962). Speed of germination - aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, 2, 176-177.
• 15. Mądry, W. (2007). Metody statystyczne do oceny różnorodności fenotypowej dla cech ilościowych w kolekcjach roślinnych zasobów genowych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 517, 21-41.
• 16. Munir, A.T., Tawaha, A. M. (2002). Inhibitory effects of aqueous extracts of black mustard on germination and growth of lentil. Pakistan Journal of Agronomy, 1(1), 28-30.
• 17. Orzeszko-Rywka, A., Rochalska, M. (2007). Preliminary assessment of efficiency of some ecological methods of sugar beet seed dressing. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 52(4), 10-13.
• 18. Orzeszko-Rywka, A., Rochalska, M., Balcer, E. (2011). Garlic, chamomile and marigold suitability for vegetables seed dressing. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 56(4), 52-57.
• 19. Perello, A., Gruhlke, M., Slusarenko, A. J. (2013). Effect of garlic extract on seed germination, seedling health, and vigour of pathogen-infested wheat. Journal of plant protection research, 53(4), 317-323.
• 20. Procházka, P., Štranc, P., Pazderů, K., Štranc, J., Vostřel, J. (2017). Effects of biologically active substances used in soybean seed treatment on oil, protein and fibre content of harvested seeds. Plant Soil Environ., 63, 564–568.
• 21. Rochalska, M., Orzeszko-Rywka, A. (2009). Use of natural plant powders for organic seed treatment. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 54(4), 74-80.
• 22. Rochalska, M., Orzeszko-Rywka, A., Tracz, M. (2010). Estimation efficiency of powdered herbs of crop seeds treatment. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 55(4), 67-72.
• 23. Rodríguez-Kábana, R., Robertson, R.G., Backman, P.A., Ivey, H. (1988). Soybean- Peanut Rotations for the management of Meloidogyne arenaria. The Journal of Nematology, 20(2), 81-85.
• 24. Sas-Piotrowska, B., Piotrowski, W., Kaczmarek-Cichosz, R. (2005). Longevity and healthiness of oat (Avena sativa L.) seeds treated with plant extracts. Journal of Plant Protection Research, 45(3), 181-193.
• 25. Sas-Piotrowska, B., Piotrowski, W. (2011). Vitality and healthiness of cereal grains treated with plant decoctions. Rocznik Ochrona Środowiska, 13, 571-596.
• 26. Shafique, H.A., Sultana, V., Ehteshamul-Haque, S., Athar, M. (2016). Management of soil-borne diseases of organic vegetables. Journal of plant protection research, 56(3), 221-230.
• 27. Sengupta, S., Ghosh, S. N., Das, A. K. (2008). Antimycotic potentiality of the plant extract Bacopa monnieri (L.). Penn. Research Journal of Botany, 3, 83-89.
• 28. Soltanipoor, M, Moradshahi, A, Rezaei, M, Kholdebarin, B, Barazandeh, M. (2006). Allelopathic effects of essential oils of Zhumeria majdae on wheat (Triticum aestivum) and tomato (Lycopersicon esculentum). Iran J Biol, 19, 19-28.
• 29. Soltanipor, M, Hajebi, A, Dastjerdi, A, Ebrahimi, S. (2007). Allelopathic effects of aqueous extract of Zhumeria majdae on seed germination of seven species of vegetables. Iran J Medi Arom Plants, 23, 51-58.
• 30. Tawaha, A.M., Turk, M.A. (2003). Allelopathic effects of black mustard (Brassica nigra) on germination and growth of wild barley (Hordeum spontaneum). Journal of Agronomy an Crop Science, 189(5), 298-303.
• 31. Turk, M.A., Tawaha, A.M. (2003). Allelopathic effect of black mustard (Brassica nigra L.) on germination and growth of wild oat (Avena fatua L.). Crop protection, 22(4), 673-677.
• 32. Tyagi, S. K., Tripathi, R.P. (1983). Effect of temperature on soybean germination. Plant and soil, 74(2), 273-280.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).