POZIOMÓW PROFILU GLEBOWEGO

Ireneusz Grzywnowicz Akademia Rolnicza w Krakowie

Abstrakt

W oparciu o zawartość wymiennego potasu i ciężar objętościowy gleb w poszcze-gólnych poziomach genetycznych wyliczono zapas potasu dostępnego dla roślin w glebach wytworzonych z lessów i utworów lessopodobnych do głębokości 100cm.

Potas wymienny znajdujący się w warstwie ornej badanych gleb stanowił od 31,5 do 58,9% (średnio 47,4%) ilości potasu znajdującego się w poziomach genetycznych analizowanych gleb do głębokości 100cm. Z danych literatury wynika że rośliny zbo-żowe z uwagi na rozwój systemu korzeniowego wraz z głębokością mogą pobierać przeciętnie ok. 19% potasu z warstw podornych. Zatem możliwości tych gleb do za-opatrywania roślin zbożowych w potas są znacznie większe niż możliwości jego pobie-rania przez rośliny.

Słowa kluczowe: potas wymienny, potas w warstwie podornej

Abstract

Basing on exchangeable potassium content and bulk density of soils in individual genetic horizons a reserve of potassium available to plants was computed in soils formed from loess and loess-like deposits to the depth 100cm. Exchangeable potassium occurring in the arable layer of the researched soils constituted between 31.5 and 58.9% (mean 47.4%) of the potassium quantity in genetic horizons of the analysed soils to the depth of 100 cm. Literature data show that cereals, due to development of their root system may with depth take up on an average c.a.19% of potassium from sub-arable layers. Therefore potential of these soils for supplying cereals in potassium are much wider than its possible uptake by the plants.

Key words: Exchangeable potassium, potassium in subsoil Wprowadzenie

W porównaniu do innych składników pokarmowych ilości potasu w glebach są największe. W niektórych glebach głębsze poziomy genetyczne zawierają znaczne ilości przyswajalnego dla roślin potasu. Nasuwa się pytanie czy potas z głębszych poziomów może być wykorzystywany przez rośliny, i czy w związku z tym powinien

być uwzględniany w bilansie pobrania tego składnika. Zdolności gleby do zaopatrywania roślin, zależą od ilości K dostępnego w strefie korzeniowej roślin Zarówno gatunek uprawianych roślin jak i wielkość plonu mają wpływ na głębokość sięgania systemu korzeniowego w glebie.

Oszacowanie ilości dostępnego dla roślin K w glebach na podstawie jego zawartości w próbkach pobranych z wierzchniej warstwy jest proste tylko dla gleb lekkich, gdzie znaczna ilość wymiennego K jest powiązana z organiczną częścią kompleksu sorpcyjnego i gdzie jest bardzo mała możliwość zaopatrywania roślin w K z głębszych poziomów gleby. Natomiast w glebach ciężkich oraz w glebach dwuczłonowych o bardziej zwięzłym podglebiu ilości K możliwe do pobrania przez rośliny zależą od różnic w składzie granulometrycznym i mineralogicznym.W badaniach Wonga i in. [2000] dostępny dla roślin potas z podglebia miał istotny wpływ na jego pobranie przez pszenicę uprawianą w zachodniej Australii.

Celem podjętych badań była próba oceny zawartości i rozkładu potasu dostępnego dla roślin w profilach gleb wytworzonych z lessu oraz utworów lessopodobnych z terenów Polski południowo- wschodniej w aspekcie możliwości wykorzystywania potasu z głębszych poziomów gleby przez rosliny.

Materiał i metody

Badania obejmowały 11 profili glebowych wytworzonych z lessu oraz z utworów lessopodobnych. W próbkach gleby pobranych ze wszystkich poziomów genetycznych oznaczono skład granulometryczny metodą Bouyoucosa - Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego, odczyn gleby - metodą potencjometryczną, zawartość węgla organicznego - metodą Tiurina, a CaCO₃ - metodą objętościową Scheiblera. Z uwagi na obecność w części próbek CaCO₃, oznaczenie pojemności sorpcyjnej wykonano w wyciągu 1 mol ^. dcm³ NH₄Cl w glebach nie zawierających węglanów, oraz w wyciągu 0,5 mol ^. dcm³ NH₄Cl o pH 8,2 w glebach węglanowych. Zawartość wymiennego potasu oznaczono w wyciągu octanu amonu a ogólną w stężonych kwasach azotowym i nadchlorowym. Przy uwzględnieniu ciężaru objętościowego poszczególnych poziomów w profilu wyliczono ilość potasu w kg ^. ha^-1 w poszczególnych warstwach do głębokości 100 cm.

Tab. 1. Niektóre właściwości badanych gleb Table 1. Some properties of investigated soils

Frakcje glebowe

Wyniki

Zamieszczone w tabeli 2 wyniki zawartości potasu wymiennego w poszczególnych glebach wskazują, że głębsze poziomy zawierają znaczne ilości tego składnika.

W poziomach podpróchnicznych ilości potasu wymiennego w stosunku do jego ilości w warstwie ornej sięgają od ok. 42% w prof. nr. 7,9, 10 aż do prawie 70 % w prof. nr 11. A zatem w analizowanych glebach istnieją możliwości do zaopatrywania roślin w potas z głębszych poziomów profilu danej gleby. Świadczy o tym również wyliczony udział potasu wymiennego w jego ogólnej zawartości. Tylko w niektórych glebach (prof. nr. 6,7,8) prawdopodobnie skutkiem wysokiego nawożenia udział potasu wymiennego w całkowitym w warstwie ornej jest znacznie wyższy niż w poziomach głębszych (tab.2). W pozostałych glebach % udział potasu wymiennego w całkowitym jest podobny we wszystkich poziomach genetycznych profilu glebowego.

Na podstawie szerokich badań przeprowadzonych przez Wonga [2000] na terenie południowej Australii, przy rocznych opadach atmosferycznych na poziomie ok. 500 mm., wykazano że pobranie potasu z warstw głębszych było bardzo ściśle skorelowane z wielkością spadku długości korzeni wraz z głębokością. Na podstawie dopasowania względnego plonu pszenicy (Y_x/Y_max), wyliczono że pobranie potasu z poszczególnych warstw leżących pod warstwą orną do głębokości 100 cm może sięgać średnio 19%

całkowitego pobrania.

Na rozwój i rozmieszczenie korzeni w glebie mają wpływ, oprócz właściwości genetycznych rośliny, również warunki środowiska glebowego. Podstawowymi parametrami fizycznymi środowiska glebowego wpływającymi na wzrost i rozwój systemów korzeniowych roślin są: wilgotność, napowietrzenie, gęstość objętościowa, zwięzłość i opory mechaniczne gleby. Dlatego do badań wybrano gleby o poprawnym układzie stosunków wodno-powietrznych aby ograniczyć zahamowania wzrostu korzeni spowodowane z jednej strony niedotlenieniem korzeni wywołane nadmiernym uwilgotnieniem, a z drugiej strony nie występował niedobór wody. W tych poprawnych parametrach środowiska glebowego rozmieszczenie masy korzeniowej roślin w dużym stopniu zależy od właściwości genetycznych poszczególnych roślin. W warstwie 0-25 cm znajdowało się 80, 63, 54, 61% łącznej długości korzeni pszenicy, jęczmienia, koniczyny i rzepaku. W warstwie 0-50 cm udział korzeni w przypadku zbóż (pszenica, jęczmień) wynosił aż 97%, podczas gdy koniczyny i rzepaku ok. 80%.

Wynika stąd że wraz z plonem pszenicy wynoszącym 5 t^. ha^-1 możliwe jest pobranie potasu z poziomów leżących poniżej warstwy ornej sięgające około 13 kg K ^. ha^-1. W uprawie koniczyny pobranie potasu z warstwy poniżej 25 cm może sięgać ok. 70 kg K ^. ha^-1. W przypadku uprawy zbóż potas znajdujący się w warstwach gleby poniżej 50cm nie ma większego znaczenia, bowiem praktycznie nie sięgają tam korzenie roślin.

Możliwości analizowanych gleb są znacznie większe, czego dowodzi wyliczony zapas potasu wymiennego w poziomach podpróchnicznych (tab 2 ). Większe pobranie tego potasu może mieć miejsce w przypadku uprawy roślin znacznie głębiej się korzeniących niż zboża.

Nr

Czekała i inni [2001] wykazali że największe wyczerpanie potasu przyswajalnego w warstwie podpróchnicznej miało miejsce w płodozmianie z najmniejszym udziałem zbóż (25%). Wprowadzenie do uprawy mieszanki motylkowo-trawiastej spowodowało większe wyczerpanie K nawet w warstwie gleby 60-90 cm co potwierdza możliwości koniczyny do pobierania potasu z warstw głębszych. Niemniej określenie ilościowe w tych doświadczeniach potasu pobranego z warstw podpróchnicznych jest niemożliwe.

Zatem sugestie spotykane w literaturze, że przyczyną małej efektywności nawożenia potasem może być jego pobieranie przez rośliny z warstwy podornej [Boguszewski i in. 1978] nie zawsze muszą być prawdziwe.

Jedną z cech stanu odżywiania się roślin potasem w glebie jest udział potasu wymiennego w kompleksie sorpcyjnym. Przy udziale wymiennego potasu ponad 5%

mogą istnieć w glebie warunki dla zwiększonego jego wymywania, gdyż słabnie siła jego sorpcji w tych warunkach. W warstwie ornej analizowanych gleb udział potasu wymiennego w całej pojemności sorpcyjnej wahał się od 0,53% w prof. nr 11 do 4,74% w prof. nr.10, przy średniej wartości dla wszystkich gleb wynoszącej 2,10%.

Można zatem stwierdzić że nie występowały warunki dla przemieszczania się potasu z warstwy ornej do niżej leżących poziomów genetycznych profilu glebowego.

W badaniach Łabętowicza i Rutkowskiej [2001] stężenie potasu w roztworze glebowym a więc tego najbardziej podatnego na wymywanie najsilniej skorelowane było z zawartością potasu wymiennego i wielkością pojemności sorpcyjnej gleb.

Przeprowadzone przez Koca i in [1998] oraz Murawską i Spychaj – Fabisiak [2001]

badania wskazują że wymywanie potasu z gleb lekkich, szczególnie w latach wilgotnych, może być nawet 4-krotnie wyższe niż w glebach ciężkich.

Wnioski

1. Ilość potasu wymiennego w poziomach podpróchnicznych gleb wytworzonych z lessu są znaczące. Potas wymienny znajdujący się w warstwie ornej badanych gleb stanowił od 31,5 do 58,9% średnio 47,4% ilości potasu znajdującego się w warstwie gleby do 100cm.

2. Niewielkie pobranie potasu z warstw głębszych przez zboża ( 13 kg K ^. ha^-1 przy plonie pszenicy 5 t ziarna z 1ha) znacznie niższe niż możliwości gleby do zaopatrywania roślin w ten składnik wynika z systemu korzeniowego tych roślin ( w warstwie 0-25cm – 80% systemu korzeniowego).

Piśmiennictwo

Anonymous 1984. Przewodnik do oznaczania pojemności sorpcyjnej gleby Prace Komisji Naukowych PTG, II, 14, 52-60.

Boguszewski W., Gosek S., Zalewski T. 1978 „Wyniki Doświadczeń z wysokimi dawkami fosforu i potasu w Zakładach Doświadczalnych” Pam. Puł. 70, 73-83

Czekała J., Jakubus M., Szukała J., Maciejewski T. 2001 Wpływ deszczowania, płodozmianu i nawożenia azotem na zawartość potasu i magnezu przyswajalnego w glebie cz I Potas. Zesz. Probl. PNR, z 480, 27-34.

Koc J., Ciećko Cz., Janicka R., Rochwerger A., Solarski K. 1998. Wpływ wysokości opadu na wymywanie substancji organicznych i mineralnych . Zesz. Probl.

PNR, z 456, 305-311.

Łabętowicz J., Rutkowska B. 2001 Czynniki kształtujące stężenie potasu w roztworze glebowym gleb użytkowanych rolniczo w Polsce Potas. Zesz. Probl. PNR, z 480, 95-102.

Murawska B., Spychaj- Fabisiak E. 2001. Wpływ właściwości fizykochemicznych gleb na wymywanie potasu Zesz. Probl. PNR, z 480, 113-121.

Sołtysik A., Miatkowski Z. 2003. Rozmieszczenie korzeni roślin uprawnych w glebie w warunkach stosowania zabiegów agromelioracyjnych. Woda- Środowisko-Obszary Wiejskie, Rozprawy naukowe i monografie nr 7, 7-79.

Wong M.T.F., Edwards N.K., Barrow N.J. 2000 Accessibility of subsoil potassium to wheat grown on duplex soils in the south-west of Western Australia. Austr. J.

Soil Res., 38, 745 - 751.

Ireneusz Grzywnowicz

POSSIBILITIES OF POTASSIUM UPTAKE BY PLANTS FROM DEEPER LAYERS OF SOIL PROFILE

Summary

Sub-humus genetic horizons in some soils contain considerable amounts of potassium available to plants. A question arises if potassium from deeper levels may be utilised by plants and whether for this reason it should be considered in the balance of this element uptake.

Estimation of the K quantity in soil available to plants on the basis of its concentrations in samples collected from the topsoil is simple only for light soils where a considerable amount of exchangeable K is connected with organic part of soil sorption complex and where only a small possibility of plant supply with K from deeper soil levels occurs.

Therefore basing on exchangeable potassium content and bulk density of soils in individual genetic horizons a reserve of potassium available to plants was computed in soils formed from loess and loess-like deposits to the depth 100cm. Exchangeable potassium occurring in the arable layer of the researched soils constituted between 31.5 and 58.9% (mean 47.4%) of the potassium quantity in genetic horizons of the analysed

soils to the depth of 100 cm. Literature data show that cereals, due to development of their root system may with depth take up on an average c.a.19% of potassium from sub-arable layers. Therefore potential of these soils for supplying cereals in potassium are much wider than its possible uptake by the plants.

Dr inż. Ireneusz Grzywnowicz Katedra Chemii Rolnej

Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja Al. Mickiewicza 21

31-120 Kraków