Department of Soil Management and Plant Cultivation, Wrocław University of Environmental and Life Sciences
W okresie od 2000 do 2003 roku w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym w Swojcu Aka-demii Rolniczej we Wrocławiu przeprowadzono badania nad zmianą glebowego banku nasion pod wpływem uproszczeń w uprawie roli i siewu bezpośredniego oraz zróżnicowanego nawoże-nia azotowego. Badanawoże-nia prowadzono w pszenżycie ozimym uprawianym w zmianowaniu burak cukrowy – pszenica jara – groch siewny – pszenżyto ozime. Stwierdzono, iż stosowanie siewu bezpośredniego w porównaniu do tradycyjnej technologii przyczynia się w warunkach prowadzo-nych badań do zwiększenia o 71,4% ogólnej liczby diaspor chwastów w warstwie ornej, a nasiona Chenopodium album były najliczniej występującym gatunkiem chwastu. Zwiększone nawożenie azotowe istotnie zwiększało o 29,5% zapas diaspor w warstwie uprawnej gleby niezależnie od sposobu uprawy roli.
SŁOWA KLUCZOWE: glebowy bank nasion, uproszczenia uprawy roli, siew bezpośredni, pszenżyto ozime, nawożenie azotem
WSTĘP
Pogarszająca się efektywność ekonomiczna i energetyczna produkcji roślinnej we współczesnym rolnictwie wymusza na rolnikach poszukiwanie nowych rozwiązań ograniczających koszty uprawy roślin. Jednym z nich są modyfikacje w klasycznej (płużnej) uprawie roli, polegające na spłyceniu orki lub jej zastąpieniu bardziej wydajną uprawą wykonaną przy użyciu agregatów uprawowych, kultywatorów, glebogryzarek, bron wirnikowych, talerzowych lub przez całkowite wyeliminowanie uprawy roli i stosowanie siewu bezpośredniego [Kordas, Zawieja, 2004] Uproszczenia w tradycyjnej
Małgorzata Idkowiak, Leszek Kordas 88
uprawie roli obok wielu zalet, m.in. zmniejszenie nakładów energii na uprawę roli, ochrona gleb przed erozją, spowolnienie mineralizacji substancji organicznej [Dzienia, Sosnowski, 1990; Włodek i wsp., 1999] stwarzają też pewne zagrożenia, w tym wzrost zachwaszczenia upraw.
Celem badań było określenie, jak modyfikacje w uprawie roli i związana z tym róż-na liczba i rodzaj wykonywanych zabiegów przy różnym róż-nawożeniu azotowym wpływa na zapas nasion w glebie i ich skład gatunkowy.
MATERIAŁY I METODY
Dla realizacji założeń określonych w celu badań, założono 3-letnie (2000–2003) do-świadczenie polowe, które przeprowadzono w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym w Swojcu Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Doświadczenie zlokalizowano na madzie właściwej, wytworzonej z piasku mocnego gliniastego, zaliczanej do klasy Va, kom-pleksu żytniego dobrego, w układzie bloków losowanych w czterech powtórzeniach. Pszenżyto ozime uprawiano w zmianowaniu burak cukrowy – pszenica jara – groch siewny – pszenżyto ozime. W badaniach uwzględniono dwie grupy czynników do-świadczalnych: czynnikiem pierwszego rzędu był sposób uprawy roli z uwzględnieniem różnych wariantów jej upraszczania (tab. 1), a czynnikiem drugiego rzędu było zróżni-cowane nawożenie azotowe: 1N – 50 kg/ha i 2N – 100 kg/ha. Pszenżyto ozime odmiany Fidelio wysiano w ilości zapewniającej obsadę 500 szt·m-2 roślin. Siew wykonano siew-nikiem tradycyjnym, a w przypadku siewu bezpośredniego – siewsiew-nikiem talerzowym Great Plains
Tabela 1 Table 1 Schemat doświadczenia polowego
Scheme of field experiment
Nazwa obiektów – Name of treatments Czynnik
Factor pełna – full skrócona – shortened
1 2 3
I. Podorywka 10 cm – orka siewna 20 cm – siew trad.
Skimming 10 cm – sow ploughing 20 cm – traditional sowing
I. Podorywka – orka 20 cm – s. trad.
Skimming – ploughing 20 cm – trad.s. II. Podorywka 10 cm – orka siewna 10 cm
– siew trad
Skimming 10 cm – sow ploughing 10 cm – traditional sowing
II. Podorywka – orka 10 cm – s. trad.
Skimming – ploughing 10 cm – trad.s. III. Podorywka 10 cm – brona wirnikowa
15 cm – siew trad.
Skimming 10 cm – swirl harrow 15 cm – traditional sowing
III. Podorywka – br. wir. – s. trad. Skimming – s.harr. – trad.s. I. System uprawy Tillage system
IV. Roundup – orka siewna 10 cm – siew trad. Roundup – sow ploughing 10 cm – traditional sowing
IV. Roundup – orka 10 cm – s. trad.
Roundup – ploughing 10 cm – trad.s.
Wpływ sposobu uprawy roli i nawożenia azotowego … 89 Tabela 1 cd. Table 1 cont.
1 2 3
V. Roundup – brona wirnikowa 15 cm – siew trad.
Roundup – swirl harrow 15 cm – traditional sowing
V. Roundup – br. wir. – s. trad.
Roundup – s. harr. – trad.s. VI. Roundup – kultywator 17 cm – siew trad.
Roundup – cultivator 17 cm – traditional sowing
VI. Roundup – kult. – s. trad. Roundup – colt. – trad.s. VII.Roundup – siew bezpośredni
Direct swing Roundup – direct sowing
VII. Roundup – s. bezp. Roundup – direct sow. II. Poziom
nawożenia azotowego Level of nitro-gen fertilization
1. Podstawowy – Normal – 50 kg/ha 2. Podwyższony – Increased – 100 kg-ha
1N 2N
Zawartość nasion chwastów w glebie określono metodą bezpośrednią w modyfikacji Pawłowskiego [Pawłowski, 1963]. Próby gleby do oznaczenia zapasu diaspor chwastów pobrano po zbiorze pszenżyta ozimego, cylindrem o powierzchni przekroju 25 cm2 dla trzech warstw: 0–1, 1–10 i 10–20 cm. Glebę przepłukiwano wodą na sicie o średnicy oczek 0,2 mm, a następnie nasiona chwastów wydzielono stosując roztwór K2CO3 o stężeniu około 70%. Do oznaczenia gatunków nasion chwastów posłużono się kluczem Kulpy [Kulpa, 1988] oraz własną kolekcją nasion.
WYNIKI
Bank nasion chwastów w glebie zmieniał się pod wpływem obu czynników do-świadczenia (tab. 2). Największą liczbę diaspor (156,1 tys. szt.·m-2) w warstwie upraw-nej (0–20 cm) stwierdzono po zaniechaniu uprawy roli i stosowaniu siewu bezpośred-niego. Była ona większa o 71,4% w porównaniu do najmniejszej ich liczby, którą ozna-czono na poletkach bez uprawy pożniwnej ze spłyconą orką siewną (ob. IV) i o 24,7% większa w stosunku do uprawy tradycyjnej (ob.1). Modyfikacje w uprawie, polegające na spłyceniu orki siewnej lub zastąpieniu jej broną wirnikową czy kultywatorem, nie-zależnie od techniki uprawy pożniwnej, sprzyjały ograniczeniu diaspor w warstwie ornej, średnio o 24,1%.
Zapas diaspor w glebie pod wpływem intensyfikacji nawożenia azotowego uległ w warstwie ornej zwiększeniu. Dla wszystkich systemów uprawowych wzrósł on średnio o 29,5%. Uwidocznił się również wpływ uproszczeń w uprawie roli i zróżnicowanego nawożenia azotowego na rozmieszczenie diaspor chwastów w oznaczonych warstwach profilu glebowego. W warstwie 0–1 cm największą ich liczbę stwierdzono na poletkach, nawożonych pojedynczą i podwójną dawką azotu, z siewem bezpośrednim (średnio 68 tys. szt.· dm-3). W uprawach, których wykonano, co najmniej jedną orkę, było ich śred-nio 6-krotnie mniej.
Małgorzata Idkowiak, Leszek Kordas 90
Tabela 2 Table 2 Zachwaszczenie gleby diasporami w zależności od systemu uprawy i nawożenia azotowego
[tys.szt.·m-2]
Soil tweed infestation as affected by tillage system and nitrogen fertilization [tys.szt.·m-2] Warstwy gleby – Soil layers [cm]
0–1 1–10 10–20 0–20
System uprawy
Tillage system 1N 2N 1N 2N 1N 2N 1N 2N
I. Podorywka – orka 20 – s. trad.
Skimming – ploughing 20 – trad.s. 11,1 9,3 56,3 73,7 49,7 50,3 117,1 133,3 II. Podorywka – orka 10 – s. trad.
Skimming – ploughing 10 – trad.s. 8,4 11,1 44,7 58,1 28,3 38,7 80,9 107,9 III. Podorywka – br. wir. – s. trad.
Skimming – s.harr. – trad.s. 9,7 9,9 30,7 61,5 29,1 56,9 69,5 128,3 IV. Roundup –orka 10 – s. trad.
Roundup – ploughing 10 – trad.s. 11,1 11,7 32,7 52,3 32,0 42,4 75,7 106,4 V. Roundup – br. wir. – s. trad.
Roundup – s. harr. – trad.s. 14,7 18,0 36,3 62,0 28,3 31,9 79,1 111,9 VI. Roundup – kult. – s. trad.
Roundup – colt. – trad.s. 13,7 14,4 47,3 56,9 33,6 32,0 94,7 103,3 VII. Roundup – s. bezp.
Roundup – direct sow. 67,1 68,9 55,9 75,2 22,5 22,5 145,5 166,7 Średnie – Mean 19,4 20,5 43,4 62,8 31,9 39,2 94,6 122,5 Tabela 3
Table 3 Gęstość występowania diaspor chwastów w zależności od systemu uprawy i nawożenia
azotowego [szt.·dm-3]
Number of tweed sedes as affected by tillage system and nitrogen fertilization [no·dm-3] Warstwy gleby – Soil layers [cm] System uprawy
Tillage system 0–1 1–10 10–20 0–20
1N 2N 1N 2N 1N 2N 1N 2N
I. Podorywka – orka 20 – s. trad.
Skimming – ploughing 20 – trad.s. 1107 933 625 819 497 503 585 667 II. Podorywka – orka 10 – s. trad.
Skimming – ploughing 10 – trad.s. 840 1107 496 646 283 387 405 539 III. Podorywka – br. wir.– s. trad.
Skimming – s.harr. – trad.s. 973 987 341 683 291 569 347 641 IV. Roundup –orka 10 – s. trad.
Roundup – ploughing 10 – trad.s. 1107 1173 363 581 320 424 379 532 V. Roundup – br. wir. – s. trad.
Roundup – s. harr. – trad.s. 1467 1800 401 689 283 319 395 559 VI. Roundup – kult. – s. trad.
Roundup – colt. – trad.s. 1373 1440 526 633 336 320 473 517 VII.Roundup – s. bezp.
Roundup – direct sow. 6707 6893 621 836 225 225 727 833 Średnie – Mean 1939 2048 482 698 319 392 473 613
Wpływ sposobu uprawy roli i nawożenia azotowego … 91
Zawartość diaspor chwastów w glebie na wszystkich obiektach uprawowych przy obu poziomach nawożenia azotem malała wraz z głębokością (tab. 3). Liczebność ich w warstwie 10–20 cm była średnio 5,6 razy mniejsza niż w warstwie przypowierzchnio-wej. Na poletkach z siewem bezpośrednim stwierdzono 30-krotne zmniejszenie występo-wania diaspor w warstwie najgłębszej w stosunku do powierzchniowej, gdy na poletkach z uprawą tradycyjną tylko 2-krotne. Sposób uprawy roli nieznacznie wpłynął na zapas diaspor chwastów w warstwie 1–10 cm, natomiast w warstwie najgłębszej (10–20 cm) najbardziej ich występowanie ograniczyło stosowanie siewu bezpośredniego.
Systemy uprawy roli i zróżnicowane nawożenie nie wpłynęło znacząco na skład botaniczny nasion chwastów w glebie. Gatunkiem dominującym zarówno dla podsta-wowego, jak i podwójnego nawożenia azotem okazał się Chenopodium album (rys.1).
Liczba diaspor tego gatunku stanowiła w całkowitej liczbie oznaczonych gatunków, średnio 62,2%. Największą zawartość dominujących gatunków chwastów oznaczonych w warstwie uprawnej stwierdzono w warstwie 0–1 cm (rys. 2).
11,0 62,3 3,8 2,7 17,0 4,1 9,5 63,1 4,1 1,4 19,2 2,5 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 Amaranthus retroflexus Chenopodium album Echinochloa crus-galli Stellaria media Viola arvensis inne % N1 N2
Rys. 1. Udział diaspor dominujących gatunków chwastów w glebie [%] Fig. 1. Seed percentage of dominant weeds in the soil [%]
1580 8933 447 327 2213 833 487 2580 159 62 700 89 172 1553 116 62 165 535 0 2000 4000 6000 8000 10000 Am aranthus retroflexus Chenopodium album Echinochloa crus-galli Stellaria m edia Viola arvensis inne sz./dm3 10-20 cm 1-10 cm 0-1cm
Rys. 2. Liczba diaspor ważniejszych gatunków chwastów w poszczególnych warstwach gleby [szt.·dm-3]
Fig. 2. Number of seeds of main tweed species in soil layers [no·dm-3] Nawożenie azotowe
Małgorzata Idkowiak, Leszek Kordas 92
DYSKUSJA
Badania przeprowadzone nad możliwością stosowania uproszczeń w tradycyjnej uprawie roli wskazują na zagrożenie wzrostu zachwaszczenia gleby jedynie w wyniku stosowania siewu bezpośredniego. Stwierdzono, podobnie jak w pracach Opica [1996] oraz Radeckiego i Opica [1995], że w wyniku zaniechania uprawy roli następuje wy-raźny wzrost liczby diaspor chwastów w glebie i ich kumulacja w wierzchniej 5 cm warstwie gleby, przy jednoczesnym zmniejszeniu w warstwach głębszych. Skutecznym zabiegiem ograniczającym liczbę diaspor w glebie okazało się natomiast spłycenie uprawy przedsiewnej po podorywce.
Nie stwierdzono również zwiększenia zapasu nasion chwastów wieloletnich w gle-bie pod wpływem uprawy zerowej, co potwierdza wcześniejsze wyniki Zawieji i Kor-dasa [2003], wzrostu zapasu nasion chwastów wieloletnich w glebie pod wpływem uprawy zerowej. Najliczniej występującym gatunkiem chwastu w glebie były nasiona Chenopodium album, co potwierdzają badania Zawieji i Kordasa [2003].
Zwiększone nawożenie azotowe sprzyjało wzrostowi liczby diaspor chwastów w całym profilu gleby, mimo teorii, iż azotany i azotyny stymulują kiełkowanie nasion i prowadzą do szybszego wyczerpywania się banku nasion [Bochenek, 2000].
WNIOSKI
1. Stosowanie siewu bezpośredniego przyczynia się do znacznego wzrostu ogólnej liczby nasion chwastów w profilu glebowym w porównaniu do tradycyjnej technologii.
2. Modyfikacje w uprawie, polegające na spłyceniu orki siewnej lub zastąpieniu jej broną wirnikową czy kultywatorem, niezależnie od techniki uprawy pożniwnej, sprzy-jają ograniczeniu diaspor w warstwie ornej.
3. Najbardziej zachwaszczoną warstwa gleby była w badaniach warstwa przypo-wierzchniowa (0–1 cm) dla wszystkich oznaczonych gatunków chwastów.
4. Nasiona Chenopodium album były najliczniej reprezentowane w glebie spośród wszystkich oznaczonych gatunków chwastów.
5. Zwiększenie dawki azotu z 50 do 100 kg/ha w uprawie pszenżyta ozimego spo-wodowało istotny wzrost (o 29,5%) liczby diaspor w glebie.
PIŚMIENNICTWO
Bochenek A.: Wpływ czynników biotycznych i zabiegów uprawowych na glebowy bank nasion chwastów. Post. Nauk Rol., 2000, 2, 19–29.
Dzienia S., Sasnowski A.: Uproszczenia w podstawowej uprawie roli a wysokość nakładów energii. Fragm. Agron., 1990, 3, 71–79.
Kulpa W.: Nasionoznawstwo chwastów. PWRiL, 1988.
Kordas L., Zawieja J.: Changes in the soil seedbank due to tillage reduced tillage and direct sow-ing in specialistic crop rotation. Zesz. Nauk. AR Wroc., 487, Rol. 85, 2004, 77–84.
Wpływ sposobu uprawy roli i nawożenia azotowego … 93 Opic J.: Wpływ głębokości orki i siewu bezpośredniego na liczbę nasion chwastów w glebie.
Rocz. Nauk Rol. 1996, ser. A, 112, 1–2, 113–120.
Pawłowski F.: Liczebność i skład gatunkowy nasion chwastów w ważniejszych glebach woje-wództwa lubelskiego.Ann. Univ. Mariae Curie – Skłodowska, 1963, E, 18, Lublin. Radecki A., Opic J.: Wpływ zróżnicowanej uprawy na zachwaszczenie i zmiany zapasu nasion
chwastów w glebie. Konferencja Naukowa, pt.: Siew bezpośredni w teorii i praktyce. Szczecin-Barzkowice, 1995, 119–133.
Włodek S., Pabin J., Biskupski A., Kaus A.: Skutki uproszczeń uprawy roli w zmianowaniu. Fol. Univ. Agric. Stetin. 1999, 195 Agricultura (74), 39–45.
Zawieja J., Kordas L.: Effect of simplified tillage and direct sowing on weed seed bank in soil. Acta Scientiarum Polonorum Agricultura 2(2), 2003 163–170.
Zawieja J., Kordas L.: Wpływ sposobu uprawy roli pod pszenicę jarą i jej przedplon na zawartość diaspor chwastów w glebie. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol., 2003, 490, 113–120.
THE EFFECT OF TILLAGE SYSTEM AND NITROGEN FERTILIZATION ON WEED SEEDS IN THE SOIL
S u m m a r y
Abstract: In 2000–2003 at Swojec Experimental station of Agricultural University at Wro-cław an experiment was conducted to determine changes in the numbers of weed seeds in soil under simplifications in tillage, direct sowing and varying nitrogen fertilization. The studies were carrying out for winter triticale growing in crop rotation: sugar beet – spring wheat – pea – winter triticale. Direct sowing increased total number of weed seeds in ploughing layer compared to traditional tillage system. Seeds of Chenopodium album were the most numerous weed species. Increased nitrogen fertilization significantly increased weed seeds in ploughing layer irrespective of tillage system.
KEY WORDS: weed seedbank, simplifications in tillage, direct sowing, winter triticale, nitrogen fertilization