Oana Sicuia 1 , Sorina Dinu 1 , Roxana Zamfiropol 1 ,

1. Sesiune stiintifica ICDPP 2010 Limitarea dezvoltării buruienilor şi stimularea plantelor de tomate prin aplicarea unui sistem alternativ de cultivare în mulci biocompozit Oana Sicuia1, Sorina Dinu1, Roxana Zamfiropol1, Cristina Fatu1, V. Fatu1, F. Oancea1, Liliana Anton2, E. Voicu3. 1. ICDPP - Bucuresti 2. ICECHIM - Bucuresti 3. INMA - Bucuresti

2. Scopul şi obiectivele cercetării • dezvoltarea unui mulci biocompozit, care să cumuleze într-un mod sinergic beneficiilemulciului vegetal de plante leguminoase, cu avantajele unui film bioactiv cu microorganisme utile aplicat peste covorul vegetal cosit; • elaborarea unei tehnologii eficace de cultivare a tomatelor în acest sistem de mulcire.

3. •protejează solul împotriva eroziuni; •reduc compactitatea solului; • menţin solul umed o perioadă mai lungă de timp; • diminuează cantitatea de apă pentru irigare; • permit după ploaie accesul mai uşor în cultură; • ajută în controlul buruienilor; • reduc incidenţa bolilor; • evită murdărirea părţilor comestibile; • cresc valoarea comercială a produselor horicole; • moderează temperatura la nivelul solului; • permit semănatul şi plantatul timpuriu; • cresc precocitatea şi calitatea fructelor; mulciul organic, prin descompunere, îmbunătăţeşte fertilitatea solului prin aportul de elemente nutritive; materialele organice ajută la menţinerea biodiversităţii la nivelul solului încurajând dezvoltarea râmelor şi altor organisme benefice; unele materiale, ca scoarţa de copac, frunzele, pietrisul ş.a., pot avea rol estetic îmbunătăţind aspectul grădinilor. Importanţa sistemelor de mulcire Sistemele de mulcire prezintă numeroase avantaje şi aduc reale beneficii:

4. Materiale selectate Componentele mulciului au fost selectate astfel încât să dezvolte cât mai multe din avantajele sistemelor cunoscute de mulcire, pe care să le unească într-o compoziţie competitivă, benefică pentru cultură cât şi pentru cultivator, urmărind conservarea şi protejarea mediului.

5. Constituenţii mulciului biocompozit-mulci vegetal şi film bioactiv- Mulci vegetal de măzăriche păroasă obţinut in situ ce are capacitatea de a îmbogăţi solul în azot atmosferic în decursul dezvoltării, iar prin cosire şi lăsare pe teren îndeplineşte funcţia de mulci organic, biodegradabil şi benefic pentru structura şi chimia solului.

6. Componentele filmului bioactiv Activitatea biologică a mulciului biocompozit este dată de filmul bioactiv realizat direct pe covorul vegetal cosit. Acesta este constituit din: • Microorganisme benefice culturilor agricole; • Co-polimeri, ce îmbunătăţesc capacitatea de reţinere a apei, pe care o pun apoi lent la dispoziţia plantelor. Aceste hidrogeluri servesc şi ca substrat de menţinere a viabilităţii microorganismelor; • Granule biodegradabile de mulci ce conferă cosistenţă compoziţiei şi omogenizează componentele în cadrul reţetei şi ajută la reglarea temperaturii solului, menţinerea umidităţii şi combaterea buruienilor; • Lianţi reticulari ce protejează solul împotriva eroziunii şi conferă flexibilitate şi mobilitete filmului bioactiv; • Adezivi specifici care ajută la menţinerea compactităţi şi elasticităţii mulciului.

7. Microorganismele benefice Activitatea biologică a biofilmului este dată de microorganismele benefice de tipul bacteriilor PGPB (plant growth promoting bacteria) din genurile: Azospirillum şi Bacillus, care favorizează creşterea plantelor şi de micromiceta entomopatogenă Beauveria bassiana.

8. Obţinerea biomasei microbiene - prelevarea culturii pure de bacterii din colecţia de microorganisme a laboratorului (1), - pregătirea inoculului de laborator (2), - multiplicarea în flacoane Erlenmayer (3), - separarea biomasei de mediul de cultură. 1 A 1 B 2 A 3 A 2 B 3 B

9. Metoda de obţinere a mulciului vegetal Măzărichea păroasă de toamnă, Vicia villoasa, a fost cultivată in situ, în parcelele ce urmau a fi mulcite bio-compozit. La începutul fenofazei de deschidere a florilor cultura a fost cosită, lăsată în teren şi transformată într-un covor vegetal peste care a fost aplicat filmul bioactiv.

10. Realizarea filmului bioactiv Filmul bioactiv, ce reprezintă elementul de noutate al acestui sistem de mulcire reuneşte materiale cu reale beneficii pentru plantele de cultură şi mediu. Hidrogelurile, polimerii reticulari, granulele celulozice, lianţii şi, după caz, microorganismele utile sunt îmbinate într-o compoziţie vâscoasă, uşor de aplicat, care distribuită uniform pe covorul vegetal cosit, formează la suprafaţa acestuia un film protector, activ biologic. Prin forma de condiţionare filmul bio-activ elibereză lent compuşii biologici în rizosfera plantelor cultivate şi contribuie la nutriţia şi protecţia acestora.

11. Variantele experimentale V1 – Mulci compozit - măzăriche păroasă şi film inactiv biologic V2 – Mulci biocompozit - cu Azospirillum brasilense Sp001 V3 – Mulci biocompozit - cu Bacillus amyloliquefaciens B 165 V4 – Mulci biocompozit - cu Azospirillum brasilense Sp001 şi Bacillus amyloliquefaciens B 165 V5 – Mulci biocompozit - cu Azospirillum brasilense Sp001, Bacillus amyloliquefaciens B 165 şi Beauveria bassiana V6 – Martor nemulcit Schema de randomizare: R1 V4 V6 V2 V5 V1 V3 B1 R2 V3 V5 V1 V6 V2 V4 B2 R3 V1 V2 V3 V4 V5 V6 B3

12. Cultivarea tomatelor Plantele de cultură asupra cărora s-a urmărit efectul mulciului vegetal acoperit cu film bioactiv sunt tomatele Lycopersicon esculentum cv. Dacia. Cultura a fost înfiinţată prin plantare de răsad şi îngrijită conform tehnologiei specifice a tomatelor în câmp.

13. Observaţii privind dezvoltarea plantelor de tomate Observaţiile şi măsurătorile realizate au urmărit evidenţierea efectelor mulciului biocompozit asupra: • dinamicii de creştere a plantelor (talia plantelor, diametrul coletului ş.a.) şi • dinamicii de fructificare (secvenţa inflorescenţelor, numărul mediu de flori în inflorescenţă, numărul mediu de fructe în inflorescenţă, procentul de legare, producţia de fructe la nivel de plantă şi pe unitatea de suprafaţă ş.a.).

14. Metoda de determinare a gradului de îmburienare Determinarea îmburuienării s-a realizat cu ajutorul ramei metrice cu latura de 0,5 m (respectiv aria de 0,25 mp), surprinzându-se gradul de uniformitate al distribuţiei speciilor în fiecare variantă. Rama metrică a fost aplicată de căte două ori în fiecare repetiţie a fiecărei variante, iar din rezultatele lor s-a calculat media, urmând ca determinările să fie raportate la mp.

15. Metoda de determinare a indicelui de fluorescenţă clorofiliană Fluorescenţa clorofiliană a fost determinată la nivelul fiecărui etaj foliar al variantelor luate în studiu cu ajutorul unui fluorimetru de câmp cu fibră optică (OceansOptics USB 2000+). Raportul F690nm/F735nm dat de fluorescenţa măsurată la anumite lungimi de undă, constituie indicele de fluorescenţă. Acesta poate fi utilizat în depistarea stării fiziologice a plantelor.

16. Metoda porometrică Porometria studiază schimbul de gaze care se realizează între frunze şi mediul ambiant prin ostiolele stomatelor. Prin determinarea schimbului de gaze al plantelor cu mediul ambiant şi compararea cu limitele normale, se poate determina dacă factorii atmosferici supun la stres plantele de cultură. Corelându-se apoi aceste informaţii cu starea fiziologică a plantelor se pot aprecia efectele tehnologiei de mulcire asupra plantelor test.

17. Dinamica creşterii plantelor Din punct de vedere vegetativ se apreciază că plantele de tomate au avut o creştere foarte bună ca urmare a descompunerii mulciului de măzăriche păroasă şi a activităţii biologice favorizante a bacteriilor din filmul bioactiv. Variantele mulcite au avut o talie mai mare cu 10 – 20% faţă de martor. Talia platelor (cm) Variante experimentale

18. Dinamica fructificării Graficul cuprinde totalitatea elementelor de producţie dezvoltate pe o plantă în decursul vegetaţiei. În analiza formaţiunilor florale şi de producţie au fost incluse şi elementele generative dezvoltate pe copili. Aplicarea mulciului biocompozit a influenţat pozitiv fructificarea. Variantele cu Azospirillum şi Bacillus au diferenţiat mai multe organe florale şi au legat mai mult de 18 fructe/plantă,comparativ cu martorul nemulcit.

19. Rezultate privind producţia de tomate Producţia de fructe a fost mai mică la martorul nemulcit, unde plantele de cultură au fost concurate de buruieni la absorbţia apei şi elementelor nutritive. Mulciul biocompozit îmbogăţit cu Azospirillum brasilense a manifestat cea mai bună influenţă asupra producţiei estimând 1,7 kg/plantă, fiind succedat de mulciul cu Bacillus amyloliquefaciens, cu 1,6 kg/plantă. Celelalte variante au determinat producţii apropiate, cuprinse între 1,4 şi 1,5 kg/plantă. Varianta martor a înregistrat producţia cea mai scăzută, 1,3 kg /plantă.

20. Determinarea gradului de îmburuienare La stabilirea eficienţei managementului buruienilor s-a constatat că procentul de combatere a plantelor nedorite la variantele cu mulci biocompozit a variat de la 38,3 % la 43,62 % faţă de martorul nemulcit. Acest procent de combatere a fost considerat bun pentru un sistem de agricultură durabilă şi fără efectele secundare ale unui sistem prin erbicidare. În cazul variantelor îmbogăţite cu microorganisme gradul de îmburuienare nu a fost influenţat în mod semnificativ comparativ variantei cu mulci inactiv biologic. Însă covorul de mulci a diminuat cu ~ 40% îmburuienarea culturii.

21. Determinarea indicelui de fluorescenţă clorofiliană la tomate Întrucât indicele de fluorescenţă este invers proporţional cu procesul de fotosinteză şi conţinutul în clorofilă, cu cât fluorescenţa atinge valori mai mari cu atât plantele testate sunt într-un stadiu mai avansat de suferinţă. În tabel sunt prezentate valorile indicelui de fluorescenţă. Se poate observa că variantele culturale netratate cu microorganisme au un indice de fluoresceţă cu valori mai ridicate. Astfel se concluzionează că microorganismele utilizate protejează plantele şi împotriva factorilor de stres bio-climatic.

22. Determinarea valorilor porometrice Conductanţa stomatalăşi rata transpiraţiei au înregistrat valori mai mari la variantele mulcite bio-activ comparativ cu martorul nemulcit şi varianta mulcită fără microorganisme. Întrucât prin intermediul stomatelor se realizează schimbul de gaze şi apă, o valoare mai mare a conductanţei permite o mai bună fotosinteză.

23. Sesiune stiintifica ICDPP 2010 Concluzii Forma de condiţionare a filmului bioactiv ce peliculizează la suprafaţa covorului vegetal permite o distribuire uniformă şi formarea unei membrane/film activ biologic. Sistemul mixt de mulcire cu plante leguminoase şi film bioactiv produce modificări pozitive în tiparul de creştere şi dezvoltare a plantelor de tomate, furnizează nutrienţi în urma biodegradării, contribuie la îmbunătăţirea structurii solului şi creează un regim hidric mai bun la nivelul substratului reprezentând astfel un real beneficiu din punct de vedere agronomic. Aceast sistem de cultură determină o reacţie pozitivă a plantelor de tomate, atât în ceea ce priveşte creşterea vegetativă, cât şi fructificarea. Aplicarea bioproduselor în mulci biocompozit determinând un spor de recoltă de până la 31% pentru unele variante.