3. WyNIkI BaDań, cZęść aNalItycZNa
3.1. Zawartość fosforu we frakcjach
W analizie zmienności sporządzonej dla całego materiału udowodniono istot-ność zróżnicowania zawartości frakcji fosforu w glebach w zależności od analizo-wanych miejscowości i uprawianych roślin. Wyniki oznaczeń zawartości fosforu glebowego dla danej lokalizacji w porównaniu do wartości początkowych przedsta-wiono w części analitycznej pracy, natomiast dane dotyczące zawartości fosforu we frakcjach dla każdej analizowanej rośliny zamieszczono w aneksie (Aneks, Tab. 2) .
wy niedobór opadów przy silnym usłonecznieniu i bardzo wysokich temperaturach notowano w czerwcu i sierpniu. Ilość opadów we wrześniu również nie była wystar-czająca do zniwelowania posuchy z poprzednich miesięcy. W porównaniu do śred-nich z wielolecia procentowy spadek opadów w poszczególnych miejscowościach przedstawiał się następująco: Wieszczyczyn 54%, Bodzewo 34%, Brody 19% i Zie-mięcin 18,5%. Deficyt wody spowodował przyśpieszenie wegetacji i wcześniejsze dojrzewanie roślin, a w konsekwencji istotny spadek plonów. Przebieg warunków pogodowych zakłócił efekt działania głównego czynnika doświadczalnego, którego efektywność działania determinowana jest w dużym stopniu przez wilgotność gleby.
Znaczna część sezonu wegetacyjnego w 2004 w analizowanych miejscowościach charakteryzowała się obniżoną temperaturą. W maju na znacznym obszarze wystę-powały liczne przymrozki. Ponadto od lipca do początku jesieni zaznaczył się nie-dobór opadów, a na południowym wschodzie pod koniec lipca notowano nadmiar deszczu. Sezon wegetacyjny w 2005 mimo długotrwałej suszy wiosenno - letniej w kwietniu i czerwcu, okazał się dość korzystny dla plonowania rzepaku i zbóż. Od końca lipca aż do jesieni w całym kraju stwierdzono ponownie niedobór opadów.
Najbardziej dotkliwa posucha wystąpiła w rejonie środkowym. Długi okres zbyt ma-łego uwilgotnienia gleby, przy silnym nasłonecznieniu spowodował, zmniejszenie plonów korzeni buraków cukrowych. Ilościowo największy spadek opadów deszczu w porównaniu do danych z wielolecia w ciągu czteroletniego okresu prowadzenia badań zanotowano w miejscowościach Bodzewo i Wieszczyczyn. W Brodach poza skrajnie suchym rokiem 2003, w pozostałych latach odnotowano wzrost opadów, a szczególnie znaczący był w 2002 i 2005 roku. W porównaniu do średniej z wielolecia najbardziej wyrównany rozkład opadów zanotowano w miejscowości Ziemięcin.
drought period
drought period decrease curve of rainfalls [100C
= 30mm]
decrease curve of rainfalls [100C
= 30mm]
3.1.1. aktywna PH2o i labilna PNaHco3 frakcja fosforu glebowego Frakcje fosforu aktywna i labilna, przyjęte jako rozpuszczalna w wodzie i w roztworze kwaśnego węglanu sodu, wykazywały dużą zmienność pod wpływem na-wożenia fosforem (tab. 6). Największą zawartość obydwu omawianych form fosforu po 4 latach, a szczególnie fosforu aktywnego PH2O stwierdzono w glebach z Brodów i Ziemięcina. W glebie obiektów kontrolnych (OP) w większości analizowanych miejscowości po 4 latach badań zawartość fosforu rozpuszczalnego w wodzie i Na-HCO3 była istotnie mniejsza w porównaniu z obiektami nawożonymi P. Jedynie w glebie z Brodów nie zanotowano różnic w zawartości obydwu form fosforu, przy czym jak wspomniano wcześniej zawartości te były największe w odniesieniu do pozostałych badanych miejscowości. W porównaniu do zawartości fosforu (PH2O) oznaczonego w glebach przed założeniem doświadczeń, wzrost zawartości skład-nika o 15% otrzymano tylko w Ziemięcinie na stanowisku optymalnie nawożonym (100% P). W pozostałych miejscowościach odnotowano spadek zawartości fosfo-ru wodno-rozpuszczalnego, szczególnie duży (20-49%) stwierdzono w Wieszczy-czynie. Zawartość fosforu we frakcji PNaHCO3 była istotnie zróżnicowana pod wpły-wem działania głównego czynnika doświadczalnego w Bodzewie i Ziemięcinie. W obydwu miejscowościach w porównaniu do obiektu kontrolnego (OP) stwierdzono wzrost zawartości fosforu, istotny w stanowisku optymalnie nawożonym fosforem oraz w wariancie ze zredukowaną dawką fosforu do 25%.
Przeciętny dla wszystkich gleb udział fosforu aktywnego w fosforze ogólnym wynosił 3%, a fosforu labilnego (PNaHCO3) 6%. Udział obu form fosforu w całkowitej sumie fosforu był nieznaczny i kształtował się na granicy istotności pomiędzy anali-zowanymi miejscowościami. Istotny wpływ na zawartość bardziej ruchliwych form fosforu w fosforze ogólnym miało natomiast nawożenie mineralne tym składnikiem.
Po 4-letnim okresie nawożenia we wszystkich miejscowościach doświadczalnych stwierdzono istotne różnice w udziale fosforu PH2O i PNaHCO3 w fosforze ogólnym, na korzyść obiektów nawożonych tym składnikiem, a szczególnie obiektu z największą dawką fosforu stosowanego w formie superfosfatu. Udział obu form fosforu w fo-sforze ogólnym był istotnie większy w obiekcie z superfosfatem niż w wariancie, w którym stosowano częściowo zakwaszony fosforyt (PAPR).
Pomiędzy aktywną i labilną formą fosforu zanotowano dosyć silną zależność regresyjną, którą najlepiej opisuje model podwójnie odwrócony (double reciprocal).
Przy wyliczaniu współczynników tego modelu pominięto 3 wyniki z pierwszej serii badań w Ziemięcinie, jako zupełnie odbiegające od pozostałych.
PH2O = 1/( -0,0068 + 2,1392/ PNaHCO3) R = 0,72 n = 42 p < 0,001 (1)
Tabela 6. Zawartość fosforu oznaczona w glebach przed założeniem doświadczeń oraz po zakończeniu 4 lat badań, mg P kg ·gleby-1
Table 6. Content of P in soils determined at start and the end of the experiment, mg P
100 PAPR 16,5 10,5 15,4 13,6
NIR 0,05
soil at start Obiekty
Treatments 30,2 28,6 ,8 21,5
0,5M NaHCO3
100 PAPR 25,8 23,2 8,4 37,1
NIR 0,05
100 PAPR 91,71 76,3 73,9 63,3
NIR 0,05
P difference, soil at start
Obiekty
Treatments 380 320 84 320
P z różnicy * gleba po 4 latach/
P difference after 4 years
0 P 355,0 260,4 273,3 357,0
25 P 340,8 263,2 278,9 321,2
50 P 344,2 255,9 287,5 349,2
100 P 364,4 47,7 276,3 331,9
100 PAPR 353,0 253,8 290,1 340,6
NIR 0,05
LSD 0,05 14,18 n.i.
n.s. n.i.
n.s. n.i
* P z różnicy(zapasowy) = Pogólny – (PH2O +PNaHCO3 + PNaOH), P difference = Ptotal – n.s.
cd. Tabeli 6. ZawartoĞü fosforu oznaczona w glebach przed zaáoĪeniem doĞwiadczeĔ oraz po zakoĔczeniu 4 lat badaĔ, mg P kg ·gleby-1 cont. Table 6. Content of P in soils determined at start and the end of the
experiment, mg P kg·soil-1 P przyswajalny
3.1.2. P ekstrahowany NaoH (PNaoH) i P przyswajalny i P-eR
Po zakończeniu 4-letniego okresu badań przeciętna zawartość fosforu przyswa-jalnego (P-ER) w glebach badanych miejscowości zmniejszyła się w porównaniu do zawartości oznaczonej w glebach wyjściowych. Gleby w Brodach i Ziemiecinie wy-kazywały nadal wysoką, a gleby w Wieszczyczynie i Bodzewie średnią zawartość przyswajalnego fosforu. Analiza wariancji wykonana dla poszczególnych
miejsco-wości wykazała istotne zróżnicowanie zawartości fosforu zarówno pomiędzy bada-nymi miejscowościami, jak i poziomem nawożenia fosforem. Nawożenie fosforem istotnie różnicowało zawartość przyswajalnych form tylko w Wieszczyczynie i Zie-mięcinie (tab. 6)
Interpretacja różnic pomiędzy obiektami nawożonymi nie pozwala na jedno-znaczne wnioskowanie. Stwierdzono, że we wszystkich miejscowościach doświad-czalnych z wyjątkiem Ziemięcina najmniejszą zawartość fosforu przyswajalnego zanotowano w obiekcie ze zmniejszoną dawką nawozów fosforowych do 50%. W Ziemięcinie najmniejszą zawartością fosforu charakteryzował się obiekt nawożony dawką P zmniejszoną do 25% dawki optymalnej. W obiekcie kontrolnym (nie na-wożonym przez 4 lata) jedynie w Wieszczyczynie stwierdzono znacznie mniejszą zawartość fosforu przyswajalnego w porównaniu do zawartości tego składnika na obiektach nawożonych. Glebę obiektu kontrolnego w tej miejscowości po 4-letnim okresie badań, jako jedyną zaliczono do klasy niskiej zawartości fosforu przyswa-jalnego. W glebach pozostałych miejscowości zawartość fosforu przyswajalnego na obiekcie OP nie różniła się znacząco od zawartości stwierdzanej w obiektach nawożonych optymalną dawką nawozów fosforowych (100% P). Obiekty nawo-żone superfosfatem i częściowo zakwaszonym fosforytem (PAPR) we wszystkich miejscowościach nie różniły się istotnie pod względem zawartości P-ERw glebie.
Interpretacja istotnych różnic zawartości fosforu przyswajalnego pomiędzy analizo-wanymi roślinami jest także niejednoznaczna (Aneks, Tab.2). W Brodach, istotnie największą zawartość fosforu przyswajalnego stwierdzono w glebie po zbiorze psze-nicy, a najmniejszą w stanowisku z rzepakiem. Różnice te mogą wynikać zarówno ze specyficznego wpływu tej ostatniej rośliny, jak również z faktu rotacji roślin.
W ciągu 4 lat badań w 1 serii dwukrotnie uprawiano rzepak, w serii 2 dwukrotnie uprawiano pszenice, a w serii 3 dwukrotnie uprawiano pszenżyto. W Bodzewie i Ziemięcinie istotnie większą zawartość fosforu odnotowywano w glebie pobranej po zbiorze buraków, a mniejszą w stanowisku po zbiorze pszenicy. Podobna tendencja ujawniła się również w Wieszczyczynie. We wszystkich tych miejscowościach w obydwu seriach badań uprawiano dwukrotnie burak i dwukrotnie pszenice, a więc różnic w zawartości fosforu nie można tłumaczyć różnym (jak w Brodach) udziałem gatunków roślin. Pozostaje, zatem przyjąć tezę o specyficznym wpływie uprawianej rośliny na zawartość fosforu przyswajalnego w glebie oznaczanego po jej zbiorze.
Analogicznie zależności jak w przypadku P-ER zanotowano dla fosforu ekstra-howanego roztworem NaOH (PNaOH). Zawartość P frakcji PNaOH była istotnie większa w glebie z Brodów i Bodzewa w stosunku do gleby z Wieszczyczyna i wykazywala analogię ze zmiennością obserwowaną dla P-ER. Po drugiej rotacji buraków cukro-wych w zmianowaniu w Ziemięcinie, zanotowano bardzo niską zawartość fosforu ekstrahowanego NaOH zarówno w porównaniu do serii po zbiorze pszenicy, jak i gleb w pozostałych miejscowościach doświadczalnych (Aneks, Tab. 2). Wyniki dla tej serii i punktu doświadczalnego również odbiegają znacznie od pozostałych
danych i wyłączono je z dalszych prezentacji i rozważań. Przeciętny, procentowy udział ilości fosforu ekstrahowanego NaOH w stosunku do fosforu ogólnego wyno-sił 19,5 %. Udział ten był istotnie zróżnicowany jedynie dla gleb z poszczególnych miejscowości doświadczalnych. Gleba z Bodzewa wykazywała istotnie największy (22,4 %), a gleba z Wieszczyczyna istotnie najmniejszy udział fosforu ekstrahowa-nego NaOH w fosforze ogólnym. Udział tej frakcji fosforu w fosforze ogólnym był natomiast niezależny od poziomu i formy nawożenia fosforem.
Zależność pomiędzy zawartością fosforu przyswajalnego P- ER i ekstrahowanego NaOH PNaOH wyraża podwójnie odwrotny (double reciprocal) model regresji linio-wej (równanie 2):
PER = 1/(0,0045 + 0,7052/ PNaOH) R = 0,59 n = 40 p< 0,001 (2) Od modelu tego całkowicie odbiegają dane dotyczące zawartości fosforu ekstraho-wanego NaOH uzyskane w Ziemięcinie w stanowisku po zbiorze buraków cukro-wych (Aneks, Tab. 2) i dlatego wyłączono je z rachunku regresji.
3.1.3. Zawartość fosforu zapasowego (Pz) i ogólnego (P total)
Frakcję fosforu zapasowego obliczono jako różnicę pomiędzy zawartością skład-nika ekstrahowanego 10mol HCl a sumą trzech frakcji fosforu (PH2O, PNaHCO3, PNaOH).
Analiza wariancji wykazała istotne zróżnicowanie zawartości fosforu we frakcji za-pasowej i ogólnej tylko w przydatku gleb z Brodów. Największą zawartością fosforu charakteryzowały się gleby z obiektów nawożonych optymalnymi dawkami P (100%
P). Gleby z obiektów w Wieszczyczynie i Brodach wykazały największy (średnio 72%) udział frakcji zapasowej w fosforze ogólnym, natomiast gleba z Ziemięcina i Bodzewa najmniejszy (średnio 67%). Zawartość fosforu we frakcji zapasowej była istotnie większa w glebach z Ziemięcina i Brodów niż w dwóch pozostałych miej-scowościach, które również istotnie różniły się między sobą. Analogicznie jak w przypadku trzech frakcji omawianych powyżej, również nie jednoznaczne są różnice w zawartości fosforu zapasowego po zbiorze analizowanych roślin. W glebach z Brodów i Wieszyczyczyna istotnie największą zawartość fosforu Pz stwierdzono po zbiorze zbóż (Aneks, Tab. 2). Zawartość fosforu we frakcji PZ oznaczona po 4 latach wykazała największy trend spadkowy w glebach z Bodzewa i Brodów. W porówna-niu do zawartości wyjściowej fosforu w formie Pz, spadek zawartości składnika w wymienionych punktach doświadczalnych wynosił odpowiednio 20% i 8%. Ozna-cza to, że Pz jest włączony w procesy przemian fosforu w następstwie uprawy roślin.
Natomiast w Ziemięcinie niezależnie od poziomu nawożenia fosforem stwierdzono 5-procentowy wzrost zawartości fosforu we frakcji zapasowej.
Zawartość fosforu Ptotal w warstwie ornej (0-20 cm) wahała się w przedziale od 1596 kg P ·ha-1 do 1128 kg P ·ha-1.Zawartość P ogólnego w glebach z Brodów była istotnie większa w porównaniu z zawartościami składnika w glebach pozostałych
miejscowości. Zbliżone zawartości fosforu ogólnego stwierdzono w glebie w Wiesz-czyczynie i Bodzewie (tab. 6). Porównując zawartości fosforu ogólnego w obiektach kontrolnych (od 4 lat nie nawożonych fosforem) z zawartościami fosforu ogólne-go oznaczoneogólne-go przed założeniem doświadczeń, stwierdzono obniżenie zawartości składnika w glebie wszystkich badanych miejscowości w przedziale od 6 do 20%.
Najmniejszy spadek zawartości fosforu ogólnego zanotowano w glebach w Wiesz-czyczynie i Brodów, natomiast największy (20% i 13%) odnotowano w Bodzewie i Ziemięcinie. Obiekty nawożone superfosfatem i częściowo zakwaszonym fosfo-rytem (PAPR) we wszystkich miejscowościach nie różniły się istotnie zawartością fosforu w formie zapasowej oraz całkowitej.
Podsumowując zawartość fosforu w analizowanych frakcjach obejmujących zarówno fosfor wodno-rozpuszczalny, P-labilny, PNaOH, fosfor przyswajalny (ekstra-howany mleczanem wapnia) oraz fosfor frakcji zapasowej stwierdzono, że zawar-tość składnika zależała od gleby, doboru uprawianych roślin i nawożenia fosforem.
W porównaniu do zawartości początkowych P, zawartość składnika w analizowa-nych formach po 4 latach badań zmniejszyła się, co wskazuje, że cały układ form P w glebie był układem dynamicznym. Prawidłowość ta dotyczy gleb o wysokiej wyjściowej zawartości fosforu przyswajalnego oraz gleb o uregulowanym odczynie i względnie krótkiego 4* letniego okresu badań.