Adam Kaczor 1, Joanna Łaszcz-Zakorczmenna2
1 Katedra Biochemii i Chemii rodowiskowej, Uniwersytet Przyrodniczy, Lublin
2 Przedsi biorstwo INTERMAG, Sp. z. o.o., Olkusz
Wst p
Jednym z podstawowych warunków uzyskiwania optymalnych plonów ro lin - zarówno w aspekcie ilo ciowym, jak i jako ciowym - jest stworzenie im odpowiedniego rodowiska glebowego, w tym zwłaszcza zaopatrzenie go we wła ciwych proporcjach w składniki pokarmowe [ZALEWS KA 1995; MCGRATH i in.1996; BRODOWSKA 2004]. W ostatnim okresie, obok zakwaszenia gleb, do czynników ograniczaj cych produkcj rolnicz w naszym kraju nale y zaliczy deficyt przyswajalnych form potasu i siarki w rodowisku wzrostu ro lin [MCGRATH i in.1996;KACZOR, KOZŁOWSKA 2000; KOPI SKI 2005;
LIPI SKI 2005; ŁAB TOWICZ i in. 2005]. Niedobór tych składników w glebie mo e przyczynia si do znacznej redukcji plonów ro lin [KACZOR, KOZŁOWSKA 2000; VAS ILEV, NIKOLOVA 2005], w efekcie czego nie wykorzystuj one zastosowanych w nawozach podstawowych makroskładników. W kontek cie tych zjawisk celem pracy było ustalenie zakresu wpływu nawo enia siark i potasem j czmienia i rzepaku na zasobno gleby w przyswajalne formy fosforu, potasu i magnezu.
Materiał i metodyka
Badania oparto na wynikach uzyskanych z dwuletniego do wiadczenia wa-zonowego, przeprowadzonego w latach 2001-2002. Do wiadczenie zało ono w hali wegetacyjnej na materiale glebowym, pobranym z warstwy ornej gleby brunatnej o składzie granulometrycznym pyłu gliniastego. Gleba przed rozpocz ciem bada charakteryzowała si oboj tnym odczynem, nisk zasobno ci w przyswajalny fosfor, potas i magnez oraz siark siarczanow . Eksperyment zało ono metod kompletnej randomizacji. Obejmował on dwa zmienne czynniki (da wka siarki, dawka potasu) na trzech poziomach w o miu powtórzeniach. Nawo enie siark w postaci elementarnej i potasem w formie KCl stosowano w ka dym roku przed siewem ro lin według nast puj cego schematu:
1. S0K0 4. S1K0 7. S2K0 2. S0K1 5. S1K1 8. S2K1
3. S0K2 6. S1K2 9. S2K2
A. Kaczor, J. Łaszcz-Zakorczmenna 104
gdzie:
S0 - bez nawo enia siark ;
S1 - nawo enie siark w postaci elementarnej w ilo ci 0,012 g S kg-1 gleby pod j czmie jary i 0,024 g S kg-1 gleby pod rzepak jary;
S2 - nawo enie siark w postaci elementarnej w ilo ci 0,024 g S kg-1 gleby pod j czmie jary i 0,048 g S kg-1 gleby pod rzepak jary;
K0 - bez nawo enia potasem;
K1 - nawo enie potasem w formie KCl w ilo ci 0,05 g K kg-1 gleby pod j czmie jary i 0,1 g K kg-1 gleby pod rzepak jary;
K2 - nawo enie potasem w formie KCl w ilo ci 0,1 g K kg-1 gleby pod j czmie jary i 0,2 g K kg-1 gleby pod rzepak jary.
W pierwszym roku bada ro lin testow był j czmie jary odmiany Atol, za w drugim rzepak jary odmiany Sponsor. Dobór ro lin do do wiadczenia był podyktowany ich zró nicowanymi potrzebami pokarmowymi w stosunku do siarki i potasu. We wszystkich obiektach do wiadczalnych pod ro liny testowe stosowano stałe nawo enie azotem, fosforem i magnezem oraz mikroskładnikami w nast puj cych ilo ciach i formach: N - 0,13 g N kg-1 gleby (j czmie jary) i 0,26 g N kg-1 gleby (rzepak jary) w formie NH4NO3; P - 0,04 g P kg-1 gleby (j czmie jary) i 0,08 g P kg-1 gleby (rzepak jary) w formie Ca(H2PO4)2H2O; Mg - 0,01 g Mg kg-1 gleby (j czmie jary, rzepak jary) w formie MgCl26H2O; Zn - 0,0029 g Zn kg-1 gleby (j czmie jary i rzepak jary) w formie ZnCl2; Cu - 0,0034 g Cu kg-1 gleby (j czmie jary i rzepak jary) w formie CuCl22H2O; B - 0,001 g B kg-1 (j czmie jary i rzepak jary) w formie H3BO3; Mo - 0,00002 Mo kg-1 gleby (j czmie jary i rzepak jary) w formie (NH4)6Mo7O244H2O; Mn - 0,00266 g Mn kg-1 (j czmie jary i rzepak jary) w formie MnCl24H2O. Fosfor, magnez oraz mikroskładniki zastosowano w cało ci przedsiewnie, natomiast dawk azotu podzielono na dwie równe cz ci, z czego pierwsz wniesiono w trakcie zakładania do wiadcze , a drug po przerwaniu ro lin do ich optymalnej ilo ci w wazonie. Podczas wegetacji ro lin wilgotno gleby utrzymywano na poziomie 60%
maksymalnej kapilarnej pojemno ci wodnej. Zbiór ro lin przeprowadzano w fazie kłoszenia (j czmie ), kwitnienia (rzepak) i w okresie pełnej dojrzało ci (j czmie , rzepak). W ka dym terminie ro liny sprz tano z 4 powtórze .
Niniejsza praca stanowi fragment tych bada i dotyczy wpływu czynników do wiadczalnych na zmiany zasobno ci gleby w przyswajalne formy fosforu, potasu i magnezu. W próbach glebowych pobranych po zbiorze rzepaku w okresie kwitnienia i pełnej dojrzało ci oznaczono zawarto przyswajalnego fosforu i potasu metod Egnera-Riehma DL i przyswajalnego magnezu metod Schachtschabela. Zawarto potasu przyswajalnego oznaczono równie w glebie po sprz cie j czmienia w okresie kłoszenia i w pełnej dojrzało ci. Analizy materiału glebowego wykonano w dwu powtórzeniach w rednich próbach obiektowych. W tabelach zamieszczono warto ci rednie. Pobranie analizowanych składników przez ro liny testowe policzono w oparciu o plony i ich zawarto ci w materiale ro linnym [ŁASZCZ-ZAKORCZMENNA 2008].
Wyniki i dyskusja
Zawarto ci przyswajalnych form fosforu, potasu i magnezu w glebie pobranej w trakcie trwania i po zako czeniu do wiadcze były widocznie zró nicowane (tab. 1). Na zró nicowanie to wpłyn ły dawka siarki i potasu, gatunek uprawianej ro liny oraz okres, w którym pobierano próby glebowe.
WPŁYW NAWO ENIA SIARK I POTASEM J CZMIENIA I RZEPAKU ... 105 Gleba przed do wiadczeniem charakteryzowała si nisk zasobno ci fosforu przyswajalnego. W próbach glebowych pobranych w drugim roku bada , po zbiorze rzepaku w fazie kwitnienia, zawarto ci fosforu przyswajalnego w porównaniu z warto ci odnotowan przed rozpocz ciem eksperymentu uległy 2-3-krotnemu zwi kszeniu. W efekcie tego zwi kszenia gleba z 7 obiektów znalazła si w klasie zasobno ci bardzo wysokiej, a z 2 w wysokiej. Najwy sze zawarto ci fosforu wyst piły w glebie z obiektów bez siarki (S0), a najni sze w serii nawo onej potasem (K1, K2) i wy sz dawk siarki (S2). Na takie zró nicowanie analizowanego pierwiastka w glebie wpłyn ło pobranie fosforu przez ro liny (tab. 2). Pobranie to było najwy sze w glebie nawo onej potasem i siark . Uzyskane dane wskazuj , e warunkiem efektywnego pobierania fosforu przez ro liny jest zapewnienie im optymalnych warunków wzrostu.
W przeprowadzonych badaniach czynnikami wyra nie ograniczaj cymi wykorzystanie przez ro liny fosforu zastosowanego w nawozach był brak potasu, a zwłaszcza siarki w rodowisku. Znalazło to swoje odzwierciedlenie w uzyskanych plonach [ŁASZCZ -ZAKORCZMENNA 2008]. Takie wyja nienie potwierdzaj równie dane dotycz ce zasobno ci fosforu przyswajalnego w glebie, pobranej po zbiorze rzepaku w fazie pełnej dojrzało ci. W tym przypadku równie najwy szymi zawarto ciami fosforu charakteryzowała si gleba z obiektów nienawo onych siark , w których pobranie tego składnika przez j czmie i rzepak było ponad dwukrotnie ni sze w porównaniu z warto ciami z serii nawo onej siark oraz siark i potasem.
Czynniki do wiadczalne równie w du ym stopniu zró nicowały zawarto potasu przyswajalnego w glebie. Zawarto ta przed rozpocz ciem do wiadczenia wynosiła 74,72 mg K kg-1, a nast pnie w zale no ci od stopnia zaopatrzenia ro lin w potas i siark oraz od terminu pobrania prób glebowych mie ciła si w przedziale od 44,00 do 154,83 mg K kg-1. W efekcie tego zró nicowania analizowane próby glebowe charakteryzowały si bardzo nisk , nisk i redni zasobno ci w potas przyswajalny [LIPI SKI 2005]. Dokładna analiza uzyskanych warto ci wskazuje, e lepsze zaopatrzenie ro lin w siark wi zało si ze spadkiem zawarto ci potasu przyswajalnego w glebie.
Wynikało to zapewne z plonotwórczego oddziaływania siarki w efekcie czego nast pił wzrost pobrania potasu przez ro liny z obiektów nawo onych tym składnikiem (tab. 2).
Wzrost plonów j czmienia i rzepaku, a tak e innych ro lin uprawnych w nast pstwie nawo enia siark wykazano w wielu pracach [MCGRATH i in. 1996; WITHERS i in. 1997;
SZULC i in. 2000; ERIKSEN, MORTENSEN 2002; FILIPEK-MAZUR, GONDEK 2005]. Autorzy tych prac podkre laj , e uwzgl dnienie siarki w potrzebach nawozowych ro lin wymaga zastosowania wy szych dawek azotu, fosforu i potasu. Wi e si to ze wzrostem potrzeb pokarmowych ro lin, który jest wynikiem wy szego plonowania. O zasobno ci gleby w potas przyswajalny decydowało tak e nawo enie tym składnikiem. Wyra ny wzrost zawarto ci potasu w glebie w obiektach nawo onych potasem (K1, K2) wyst pił w serii bez nawo enia siark (S0). Potwierdza to znan zale no , e o st eniu składnika w glebie decyduje przede wszystkim jego ilo zastosowana w nawozach [KACZOR,DECHNIK 1999;KOPI SKI 2005].
A. Kaczor, J. Łaszcz-Zakorczmenna 106
W seriach nawo onych siark (S1, S2) wzrost zawarto ci potasu przyswajalnego w glebie pod wpływem nawo enia tym składnikiem był relatywnie mniejszy i nie wyst pił we wszystkich obiektach.
Gleba przed rozpocz ciem bada - podobnie jak w przypadku fosforu i potasu - charakteryzowała si nisk zasobno ci magnezu przyswajalnego (tab. 1). Po zako czeniu eksperymentu we wszystkich próbach glebowych pobranych po zbiorze rzepaku w fazie kwitnienia oraz w próbach glebowych z serii bez nawo enia siark , pobranych po sprz cie rzepaku w okresie pełnej dojrzało ci wyst pił widoczny wzrost zawarto ci magnezu przyswajalnego. W efekcie tego zwi kszenia gleba z tych obiektów zmieniła klas zasobno ci z niskiej na redni . W pozostałych próbach glebowych pobranych po zbiorze rzepaku w fazie pełnej dojrzało ci zasobno gleby w magnez przyswajalny nie zmieniła si w porównaniu ze stanem przed rozpocz ciem bada . Według danych zawartych w tabeli 2, j czmie i rzepak zebrane w fazie pełnej dojrzało ci z serii nawo onych siark (S1, S2) pobrały 2-3-krotnie wi cej magnezu, w porównaniu z ro linami zebranymi w okresie kłoszenia (j czmie ) i kwitnienia (rzepak). W efekcie tego zró nicowania w pobraniu zawarto magnezu przyswajalnego w próbach glebowych pobranych po sprz cie rzepaku w fazie pełnej dojrzało ci uległa znacznemu obni eniu. Brak siarki w rodowisku - podobnie jak w przypadku fosforu i potasu - wi zał si ze zwi kszeniem zawarto ci magnezu przyswajalnego w glebie.
Zaopatrzenie ro lin w potas nie wpływało natomiast widocznie na zasobno gleby w ten składnik pokarmowy.
Wnioski
1. Lepsze zaopatrzenie ro lin w siark , wpływało na wzrost pobrania fosforu, potasu i magnezu przez ro liny. W wyniku tej zale no ci gleba z obiektów nawo onych siark charakteryzowała si najni sz zasobno ci w przyswajalne formy fosforu, potasu i magnezu.
2. Zawarto potasu przyswajalnego w glebie zale ała w du ym stopniu od dawki tego składnika, a tak e od zaopatrzenia ro lin w siark .
3. Najlepsze warunki do pobierania przez ro lin fosforu, potasu i magnezu wyst piły w serii nawo onej siark i potasem.
4. Uzyskane wyniki wskazuj , e deficyt siarki w rodowisku glebowym mo e ograniczy pobieranie podstawowych składników przez ro liny. Przy uprawie ro lin o du ych wymaganiach w stosunku do siarki nale y bra ten składnik pod uwag przy ustalaniu ich potrzeb nawozowych.
Literatura
BRODOWSKA M.S. 2004. Wpływ nawo enia siark na zawarto azotu w ro linach w warunkach zró nicowanego zaopatrzenia gleby w wap i magnez. Annales UMCS, E 59(4): 1861-1869.
ERIKSEN J.,MORTENSEN J.V. 2002. Effect of timing of sulphur application on yield, S-uptake and quality of barley. Plant and Soil 242: 283-289.
FILIPEK-MAZUR B.,GONDEK K. 2005. Plonowanie i zawarto siarki w gorczycy białej jako efekt stosowania wieloskładnikowych nawozów zawieraj cych siark . Acta Agrophysica 6(2): 343-351.
WPŁYW NAWO ENIA SIARK I POTASEM J CZMIENIA I RZEPAKU ... 107 KACZOR A.,DECHNIK I.1999. Wpływ czynników nawozowych i ro linnych na kształto-wanie zawarto ci fosforu przyswajalnego w glebie. Annales UMCS, E, LIV, 16:
127-134.
KACZOR A., KOZŁOWSKA J. 2000. Wpływ kwa nych opadów na agroekosystemy. Folia Univ. Agric. Stetin 204, Agricultura 81: 55-68.
KOPI S KI J. 2005. Regionalne zró nicowanie bilansu azotu, fosforu i potasu w rolnictwie polskim w latach 1999-2003. Nawozy i Nawo enie 2(23): 84-93.
LIPI S KI W.2005. Zasobno gleb Polski w potas przyswajalny. Nawozy i Nawo enie 2(23): 55-60.
ŁAB TOWICZ J.,MAJEWSKI E.,RUTKOWSKA B.,SZULC W.,KALWARA A.2005. Bilans potasu w wybranych gospodarstwach rolniczych w Polsce. J. of Elementology 10(4): 367-376.
ŁAS ZCZ-ZAKORCZMENNA J.2008. Wpływ nawo enia siark i potasem na plonowanie oraz zmiany w składzie chemicznym jarych form j czmienia i rzepaku. Praca doktorska, maszynopis, biblioteka UP w Lublinie.
MCGRATH S.P., ZHAO F.J.,WITHERS P.J.A. 1996. Development of sulphur deficiency in crops and its treatment. Proc. of the Fertiliser Society 379: 3-47.
SZULC P.,PIOTROWS KI R.,DROZDOWS KA L.,SKINDER Z.2000. Wpływ nawo enia siark na plon i akumulacj zwi zków siarki w nasionach rzepaku jarego odmiany Star . Folia Univ. Agric. Stetin. 204, Agricultura 81: 157-162.
SZYMA SKA M., ŁAB TOWICZ J., KORC M., SOSULS KI T. 2007. Wpływ wapnowania na zawarto form potasu w glebie. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 520: 745-752.
VASILEV I.,NIKOLOVA M.2005. Influence of different potassium forms on the yield and quality of potatoes. Fertilizers and Fertilization 3(24): 423-426.
WITHERS P.J.A.,ZHAO F.J.,MCGRATH S.P.,EVANS E.I.,SINCLAIR A.H.1997. Sulphur inputs for optimum yields of cereals. Aspects of Applied Biology 50: 191-197.
ZALEWSKA M. 1995. Wpływ nawo enia potasem i magnezem na skład chemiczny ro lin.
Zesz. Nauk. ART Olsztyn 61: 167-175.
Słowa kluczowe: nawo enie siark i potasem, j czmie i rzepak, zasobno gleb w P, K, Mg
Streszczenie
W dwuletnich do wiadczeniach wazonowych oceniono wpływ nawo enia siark i potasem jarych form j czmienia i rzepaku na kształtowanie si zasobno ci gleby w przyswajalne formy fosforu, potasu i magnezu. Badania przeprowadzono na materiale glebowym pobranym z warstwy ornej gleby brunatnej o składzie granulometrycznym pyłu gliniastego. Uzyskane wyniki wskazuj , e na zmiany w ilo ci przyswajalnych form P, K i Mg w glebie wpłyn ło zastosowane nawo enie oraz faza sprz tu ro lin testowych. Lepsze zaopatrzenie ro lin w potas, a zwłaszcza w siark wpływało na wzrost pobrania analizowanych składników. W efekcie gleba z obiektów nawo onych siark i potasem była najubo sza w przyswajalne formy P, K i Mg. Przeprowadzone badania wskazuj , e niedobór siarki w glebie mo e ograniczy pobieranie podstawowych składników pokarmowych przez ro liny.
A. Kaczor, J. Łaszcz-Zakorczmenna 108
THE EFFECT OF SULPHUR AND POTASSIUM FERTILIZATION OF BARLEY AND RAPE ON THE CONTENT
OF AVAILABLE PHOSPHORUS, POTASSIUM AND MAGNESIUM IN SOIL
Adam Kaczor 1, Joanna Łaszcz-Zakorczmenna 2
1 Department of Biochemistry and Environmental Chemistry, University of Life Science, Lublin
2 INTERMAG Ltd, Olkusz
Key words: sulphur and potassium fertilization, barley and rape, soil availablity in P, K, Mg
Summary
The aim of two year pot experiments was to assess the effect of sulphur and potassium fertilization of spring forms of barley and rape on the content of available phosphorus, potassium and magnesium in soil. The study was based on soil material taken from the arable layer of brown soil with a loamy silt granulometric composition.
The results obtained indicate that changes in the content of available P, K and Mg in soil were affected by the applied fertilization and by the harvest phase of the test plants.
Better supply of plants in potassium and in particular, in sulphur, resulted in an increased uptake of the analysed nutrients. As a results, soil from the objects fertilized with sulphur and potassium was characterized by the lowest content of available P, K and Mg. The results of the study indicate that sulphur deficiency in soil may reduce the plant uptake of the essential nutrients.
Prof. dr hab. Adam Kaczor
Katedra Biochemii i Chemii rodowiskowej Uniwersytet Przyrodniczy
ul. Szczebrzeska 102 22-400 ZAMO
e-mail: adam.kaczor@up.lublin.pl
Wpływ nawo enia siark i potasem j czmienia i rzepaku na zmiany zasobno ci gleby w przyswajalne formy fosforu, potasu i mag The effect of sulphur and potassium fertilization of barley and rape on the changes in the content of
Obiekt
*1 - po zbiorze j czmienia w fazie kłoszenia; after barley harvesting at the heading phase
2 - po zbiorze j czmienia w fazie pełnej dojrzało ci; after barley harvesting at the full maturity phase 3 - po zbiorze rzepaku w fazie kwitnienia; after rape harvesting at the flowering phase
4 - po zbiorze rzepaku w fazie pełnej dojrzało ci; after rape harvesting at the full maturity phase
** Klasa zasobno ci; Abundance class a - bardzo niska; very low
b - niska; low c - rednia; medium d - wysoka; high
e - bardzo wysoka; very high
Wpływ nawo enia siark i potasem na pobranie fosforu, potasu i magnezu pr
The effect of sulphur and potassium fertilization on the uptake of phosphorus, potassium and magnesiu Obiekt 1 - j czmie + rzepak zbierane w fazie kłoszenia (kwitnienia); barley + rape harvested at the heading (flowering) 2 - j czmie + rzepak zbierane w fazie pełnej dojrzało ci; barley + rape harvested at the full maturity phase
ZES ZYTY PR OB LEMOWE POST PÓW NAUK ROLNICZYCH 2009 z. 538: 111-117