ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXVII, NR 2—3, S. 315—322, WARSZAWA 1986
JERZY SIENKIEWICZ, HENRYK ŻURAWSKI, WOJCIECH JABŁOŃSKI 1
W PŁYW RÓŻNYCH OREK NA DYNAM IKĘ ZAW ARTOŚCI W ĘGLA ORGANICZNEGO W G LEBIE
Zakład Uprawy Roli i Roślin IUNG w Laskowicach Oławskich
W śród różnych zadań, jakie m a do spełn ienia u p ra w a roli, n a jw ię k sze znaczenie m a polepszenie stosunków p o w ietrzno-w o dn ych w glebie w celu zabezpieczenia d o statecznej ilości w ody i tle n u , p o trzeb n y ch ko rzeniom roślin. R ealizacja tego zadania sprow adza się w zasadzie do w y k o n y w an ia zabiegów sp u lch n iający ch lub zagęszczających, a bezpo śred n im n astęp stw em działania ty ch u p ra w e k jest zm iana m asy objętościo w ej i porow atości gleby.
Ze zm ien nym dopływ em w ody i p o w ietrza w iąże się bilan s m a te rii organicznej w glebie. M ateria ta n agrom adzona jest głów nie w pozio m ie próchnicznym , id en ty fik o w an y m zazw yczaj z poziom em a k u m u la cy jn y m . Poziom ten jest n a jb a rd zie j a k ty w n ą biologicznie częścią g le by, głów ną s tre fą rozw oju system u korzeniow ego ro ślin u p raw n y ch , podstaw ow ym m agazynem składników po k arm ow ych i w ody. J e st on też n a jb a rd zie j w rażliw y n a działanie zabiegów up raw o w y ch [1, 2].
W p rzed staw io n ej pracy, zestaw iając w y n ik i różnych naszych doś w iadczeń, chcieliśm y prześledzić w p ły w n a jin te n sy w n ie j działającego za b iegu upraw ow ego — orki, na gospodarkę próchniczną gleby.
W naszych badaniach, przepro w adzo n y ch w latach 1961— 1966 w ZD D obrogostów , na czarn ej ziem i w łaściw ej (glina śred n ia leżąca n a glinie ciężkiej), o poziom ie próchniczn y m sięgającym poniżej 50 cm, badano w p ły w ró żnej głębokości o rki przedzim ow ej, w y k onyw anej co roku, na p lo n y i n ie k tó re w łaściw ości gleby. D ośw iadczenie m iało p o le tk a o po w ierzch ni do u p ra w y 168 m 2, do sp rz ę tu ro ślin 100 m 2, w trz e ch pow tórzeniach. Nie zm ieniony schem at dośw iadczenia obejm ow ał co ro k u 3 obiekty, orkę przedzim ow ą w ykonyw ano na głębokości 20, 30 i 40 cm.
N aw ożenie organiczne i m in eraln e było jednakow e n a w szystkich obiektach, ale zróżnicow ane w zależności od w ym agań u p raw ia n y c h ro ś lin.
31 6 J. Sienkiew icz
O znaczenia zaw artości w ęgla organicznego w ykonano w sezonie w e g eta c y jn y m 1967 roku, p o b ierając w odstępach m iesięcznych p ró b k i gleb (tab. 1). Stw ierdzono, że w ielo k ro tn e pogłębienie orki m iało w y raźn ie ko rz y stn y w pływ na ró w n o m iern e rozm ieszczenie p róchn icy w p ro filu gle bow ym . Z m niejszeniu uleg ła zaw artość p ró ch n icy w w a rstw ie w ierzch n iej, nato m iast zw iększyła się jej zaw artość w w arstw ie głębszej. Ś re d n ie plony, głów nie buraków , jęczm ienia i owsa, w y k azały n iew ie lk ie zw yżki pod w pływ em pogłębionej u p ra w y [7].
T a b e l a 1 Wpływ różnej głębokości orki powtarzanej przez 5 lat na zawartość węgla organicznego
w glebie
Wyniki w % n.m. — średnie z 3 oznaczeń. Zakład Doświadczalny Dobrogostów Effect of different depth of ploughing accomplished every 5 years on the organic carbon
content in soil
Results in % of d.m., 3-year means for determinations. Experiment Station Dobrogostów
Głębokość orki 1 Ploughing depth !
cm =
Głębokość pobrania próbek — Sampling depth, cm
5-12 ; 15-25 25-35
Buraki cukrowe — Sugar beets
20 2,02 1 1.75 j 1,24
30 1,95 j 1,56 1,48
40 1 1,85 ! 1,63 1,53
Pszenica jara — Summer wheat
20 2,05 j 1,53 1,19
30 1,98 1,87 1,23
40 ! 1,88 1,54 1,37
j
Bobik — Horse beanś i
20 2,34 2,08 1,05
30 1,88 1,65 1,14
40 1,65 ! 1,51 1,26
W celu zbadania m ożliw ości zw iększenia m iąższości poziom u p ró ch - nicznego gleb piaskow ych całk ow itych założono w 1972 ro k u w L ask o - w icach O ław skich dośw iadczenie n a słabo w ykształconej glebie b r u n a t n ej, niezależnie od dośw iadczenia w D obrogostow ie. Poziom p ró ch n icz- n y (średnia m iąższość 20 cm) m iał tu skład m echaniczny piasku g linia stego lekkiego, poniżej zalegał piasek słabo glin iasty. W dośw iadczeniu po rów nyw ano n astęp u jące ob iek ty upraw ow e.
I — k o n tro ln y z zachow aniem n a tu ra ln e g o p ro filu glebowego, II — z w a rstw ą pró ch n iczn ą o m iąższości 20 cm, przem ieszczoną n a głębokość 20— 40 cm,
Orka a zawartość w ęgla organicznego w glebie 3 1 7
III — z p odw ójną w a rstw ą p róch niczn ą o m iąższości 0— 40 cm, IV — z pod w ó jną w a rstw ą p ró chniczną o m iąższości 40 cm p rz e m ieszczaną n a głębokość 20— 60 cm.
In ten sy w n e naw ożenie organiczne i m in eraln e n a każdym obiekcie było jednakow e, dostosow ane do w y m agań u p raw ia n y c h roślin w zm ia- now aniu: 1 — ziem niaki, 2 — łu b in + poplon, 3 — żyto + poplon.
Z aw artość w ęgla organicznego w glebie oznaczano za pom ocą m eto d y T iu rin a trz y ra z y w każdym sezonie w eg etacyjn ym . Z m iany w za w arto ści m ate rii organicznej w postaci śred n ich w yników przedstaw ion o dla ro k u 1973 (początek dośw iadczenia) i dla ro k u 1983 (rye. 1). ÎJak w i dać z diagram u, po dziesięciu lata ch w w y d o b y ty m n a pow ierzchnię (pias ku (w arstw a podorna) pod w p ływ em stałego dopływ u re sz te k pożniw n y c h i inten sy w nego naw ożenia zw iększyła się zaw artość w ęgla o rga nicznego w p o rów nan iu do sta n u w yjściow ego. N ato m iast przem ieszczo n y w głąb p ro filu glebow ego poziom p ró ch n iczn ą nie stra c ił swoich ko rz y stn y c h w łaściw ości m im o n iew ielkich s tra t zaw artości w ęgla organicz nego. P lo n y ro ślin u p raw ia n y c h n a o b iektach z w y d o b y ty m p iaskiem nie b y ły niższe niż ro ślin z obiektów k o n tro ln y ch , a w n iek tó ry ch la ta c h zbliżały się n a w e t do plonów zb ieran y ch z p o letek o podw ójnej m iąższości poziom u próchnicznego [6, 9].
Rye. 1. W pływ w głębnego przem iesz- £ ^ czania w arstw y próchnicznej na dy- § namikę zawartości С organicznego w | -5 20.
glebie. Doświadczenie m odelow e g ^ ąo
I—IV obiekty doświadczenia § ^ qq
Fig. 1. Effect of displacem ent of the humus layer deep into the soil profi le on the С organic dynamics in soil.
Model experim ent
I—I V experim ent treatm ents
W celu u sta le n ia m ożliw ości ograniczenia liczby o rek w zm ianow a- n iu przeprow adzono w lata ch 1966— 1976 dośw iadczenia polow e w L as- kow icach O ław skich n a glebie« lek k iej ty p u bielicow ego (piasek g lin ia s ty lek k i p rze w arstw io n y glin ą średnią). W dośw iadczeniu ty m zastoso w ano 5-polow e zm ianow anie: 1 — ziem niaki, 2 — owies, 3 — łubin, 4
3 1 8 J. Sienkiewicz
— pszenica ozima, 5 — żyto + poplon ścierniskow y. N a tle tego zm ia- n o w ania p o ró w n yw ane b y ły n a stę p u jąc e u p raw y :
— u p raw a typ ow a p łu żn a co roku,
— u p ra w a uproszczona bez orki {pod 2 i 4 roślinę w zm iano w an iu (u p raw a ty p o w a pod 1, 3 i 5 roślinę),
— u p ra w a bez orki pod 2, 3 i 5 ro ślin ę w zm ianow aniu (u p raw a ty pow a pod 1 i 4 roślinę).
W tra k c ie p row adzenia dośw iadczenia 3-krotnde w każdym sezonie w eg etacy jn y m pobierano z w szystkich obiektów próbki glebow e z w a rstw 0— 20 i 20— 40 cm, oznaczając w nich zaw artość w ęgla organicznego m e todą T iu rin a (ryc. 2). U zyskane d an e w yk azu ją, że zm niejszenie liczby
Ryc. 2. W pływ ograniczenia orek w zm ianowaniu na dynamikę zawartości С
organicznego w glebie
1 — orka co roku, 2 — orka pod I, III i V
rośliną w zm ianowaniu, 3 — orka pod I i IV roślinę w zm ianowaniu
Fig. 2 .Effect of Limitation of ploughings w ithin the crop rotation on the С orga nic dynamics in soil. Model experim ents
1 — every-year ploughing, 2 — ploughing for
the 1st, 3rd and 5th crop w ithin the crop rotation, 3 — ploughing for the 1st and 4th
crop w ithin the crop rotation
orek m iało k o rzy stn y w p ły w n a w zrost zawartości, w ęgla organicznego w obu badanych w arstw ach. W yniki w sk azują n a osłabienie rozk ładu m a te rii organicznej p rzy zm niejszeniu liczby orek w zm ianow aniu. W ydaje się, że poziom y o m y i podorny nie osiągnęły swego m aksim um w g ro
-Omka a zaw artość w ęgla organicznego w glebie 3 1 9
m adzen iu próchnicy. Z m niejszenie liczby orek (obiekt 3) przyczyniło się do obniżenia plonów większości ro ślin ze w zględu na w zrost zachw asz czenia [8, 10].
P odsum ow ując m ożna pow iedzieć, iż n a glebach o dużej m iąższości poziom u próchnicznego stale stosow ana n a jednakow ą g ł ę b o k i e o rk a m oże zróżnicow ać te n poziom n a część górną, silniej przew ietrzan ą, i część dolną, często niedotlenioną. W ym iana składników po karm ow ych i w ody m iędzy ty m i częściam i byw a u tru d n io n a, szczególnie n a glebach ciężkich. W celu zachow ania jednolitego poziom u próchnicznego n ależy stosow ać głęboką orkę n a p rzem ian z płytszą.
T akie w łaśnie m ieszające działanie głębokiej orki i przem ieszczanie próchnicy w ierzchniej w a rstw y w głąb p ro filu glebowego widoczne było n a w e t n a czarnych ziem iach w p rzedstaw io ny m dośw iadczeniu w D obro- gostow ie.
N a glebach o p ły tk im poziom ie p róchnicznym p rz y orce pogłębionej, przek raczającej jego miąższość, może się w ytw orzyć now a w a rstw a or- nopróchniczna, k tó ra w przyszłości w yznaczać będzie zasięg tegoż pozio m u. Ma to duże znaczenie w przypad k ach, gdy m ała miąższość poziom u próchnicznego jest czynnikiem ograniczającym plony. N ow o w ytw o rzon y poziom m ożna zintegrow ać z niższym i w arstw am i przez pogłębioną u p ra wę i w łaściw y dobór roślin, p rzy jednoczesnym in ten sy w n y m dopływ ie m asy organicznej z resztek pożniw nych i naw ozów organicznych [3].
W tak ich w łaśnie w a ru n k a ch w dośw iadczeniu m odelow ym w L asko- w icach O ław skich na glebie piaskow ej przem ieszczono p ły tk i poziom próchnicy w głąb p ro filu glebowego, a w y d o b y ty n a pow ierzchnię p ia sek z poziom u podom ego użyźniano zw iększając w nim zaw artość m a te rii organicznej. Zdaniem autorów , zabiegi te mogą doprow adzić po dłuż szym czasie do podw ojenia m iąższości poziom u próchnicznego.
Silnie in te g ru ją c a procesy glebow e głęboka ork a jest jed n ak zabie giem kosztow nym , energochłonnym i w y m agająca dodatkow ych upraw ek. Tym czasem przesłan k i ekonom iczne i organizacyjne p ro d u k cji rolniczej zm uszają często do u praszczania i red u k ow ania zabiegów 'upraw ow ych. Stale sk racający się czas pom iędzy sprzętem jednej ro ślin y a zasiew em dru g iej nie zawsze pozw ala na przep row ad zen ie w szystkich dotychczas stosow anych zabiegów. Pociąga to za sobą konieczność spłycania sam ej u p raw y bądź zm niejsza ilość zabiegów. N a ten tem a t przeprow adzono już w Polsce w iele p rac badaw czych. W niek tó ry ch z nich badano także w pływ ograniczonej u p ra w y na zaw artość m ate rii organicznej w glebie [4, 5].
P rzedstaw io ne przez n a s dośw iadczenia przeprow adzone w L askow i- cach O ław skich m ogłyby świadczyć, iż n a glebach lekkich zm niejszenie liczby orek ograniczyć może niek ied y rozkład m a te rii organicznej w gle bie. Ze w zględu jed n a k n a m ożliwość spadku p lo n u w tak im p rzy p a d k u konieczna jest chem iczna w alk a z chw astam i.
320 J. Sienkiew icz
N a podstaw ie om ów ionych w niosków z p rzeprow adzonych dośw iad czeń m ożna w yciągnąć n astęp u jące wnioski.
— Pogłębienie orki przyczyniło się do rów nom iernego rozm ieszczenia m ate rii organicznej w p ro filu glebow ym . N ajw ięcej jed n ak było jej w poziom ie 0— 20 cm. P lony z obiektów z orką n a 20 cm były nieznacznie niższe niż w pozostałych.
— W ydobyta n a w ierzch w arstw a p iask u uległa stopniow em u ożyw ie n iu i zw iększyła się w niej zaw artość w ęgla organicznego. P lony obiek tów z w ydo by ty m na pow ierzchnię p iaskiem nie były gorsze niż obiektów o nie n aruszon ym p ro filu glebow ym .
— Przejściow e zaniechanie u p raw y w płodozm ianie 5-polow ym (2- lub 3-krotne zabiegi chem iczne) sp rzyjało zw iększonej ak um u lacji m a te rii organicznej w glebie.
LITERATURA
II] Agroekoiogiczne podstaw y uprawy roślin. Praca zbiorowa pod red. A. L isow skiego, PWN, Warszawa 1983, s. 320.
[2] C z u b a R., S i u t a J.: A groekoiogiczne podstaw y nawożenia! PWRiL, ‘War szawa 1976, s. 300.
[3] D r o e s e H.: Miąższość w arstw y próchnicznej a plonowanie niektórych roślin zbożowych. Mat. Konf. „Współczesne kierunki w uprawie roli”, Puław y 1972, Wyd. IUNG, R—38, 126—136.
[4] J a b ł o ń s k i B.: W pływ różnych w ariantów ujprawy roli pod zboża i k u kurydzę na w ysokość plonów i w łaściw ości gleby. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1980, 227, 231—238.
[5] J a b ł o ń s k i B., S z u m i l a к G.: W pływ ograniczenia liczby orek w płodo zmianie na w łaściw ości gleby i plony. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1980, &27, 173— 181.
[6] S i e n k i e w i c z J.: W pływ w głębnego przem ieszczenia poziomu próchnicznego na w łaściw ości przeobrażonego profilu i plony na glebie piaskow ej. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1980, 227, 303—315.
{7] S i e n k i e w i c z J., G l a b i s z e w s k i J., P a n t e r a H., Ż u r a w s k i H.: W pływ różnej głębokości orki przedzimowej w ykonyw anej co roku na plony i niektóre w łaściw ości gleby i roślin Zesz. probl. Post. Nauk roi. 1970, 100, 137—144.
£8] S i e n k i e w i c z J., H e n d r y s i a k T. i inni: W pływ w ieloletniego stosow a nia gram oxone na plony roślin i niektóre w łaściw ości gleby. Mat. Konf. Nauk. „Ekologiczne aspekty w ieloletniego stosowania herbicydów ”, Wrocław 1976, 219—232.
[9] S i e n k i e w i c z J., Ż u r a w s k i H. i inni: W pływ w głębnego przemieszczania w arstw y próchnicznej na niektóre w łaściw ości gleby piaskowej. Rocz. glebozn.
35, 1984, 1, 141—151.
[10] Ż u r a w s k i H., P a n t e r a H., P a b i n J., J a b ł o ń s k i W.: W pływ uprosz czonej uprawy roli na niektóre w łaściw ości gleby lekkiej. Pam. puł. 77, 1982, 19—31.
Orka a zawartość w ęgla organicznego w glebie 321 С. СЕНКЕВИЧ, Г. ЖУРАВСКИ, В. ЯБЛОНЬСКИ ВЛИЯНИЕ РАЗНОГО РОДА ВСПАШЕК НА ДИНАМИКУ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВЕ Отдел земледелия Института растениеводства, удобрения и почвоведения в Лясковицах Р езю м е В период 1961-1966 гг. в опытной станции Доброгостув на типичной черной почве с мощностью гумусового горизонта 50 см проводился опыт по влиянию разной глубины зяблевой вспашки проводимой каждый год на 20, 30 и 40 см на урожаи культурных растений и некоторые химические свойства почвы. Установлено благоприятное влияние углубленной вспашки на прибабки урожаев и равномерность распределения органического вещества в почвенном профиле. В опыте заложенном в 1972 г. в Лясковицах Олавских на песчаной почве с мощностью гумусового гоизонта 20 см исследовали влияние прослойной вскашки на урожаи культур и изменения содержания органического вещества. Через 10 лет исследо ваний установлено активизацию добытого на поверхность слоя песка и постепенное пре образование и приобретение им признаков гумусового горизонта. Одновременно переме щенных вглубь почвенного профиля гумусовый слой не потерял своих благоприятных свойств. Не установлено снижения урожаев в вариантах с добытым на поверхность песчаным слоем (подпахотным). В исследованиях проведенных в 1966-1976 гг. на песчаной почве с 2-ух или 3-ехкратным оставлением вспашки установлено наивысшее содержание органического угле рода в слое 0-20 и 20-^0 см. Отсутствие месанической обработки приводило к повыщению засоренности, а тем самым к снижению урожаев.
J. SIENKIEWICZ, W. ŻURAWSKI, W. JABŁOŃSKI
EFFECT OF DIFFERENT PLOUGHINGS ON THE ORGANIC MATTER DYNAMICS IN SOIL
Department of Soil and Plant Cultivation, Institute of Soil Science and Cultivation of Plants, Laskowice O ławskie
S u m m a r y
Experim ent on the effect of different w inter ploughing depth açcom pliehed -every year to the depth 20, 30 and 40 cm on; yields of crqps> and som e chemical properties of soil w as caried out in 1961—1966 at the Experim ent Station Dobrogos tów on typical blach earth w ith the humus horizon thickness of 50 cm. A favourab le effect ofdeepploughing on the yield in crem ent and uniform ity of organic m at ter distribution in the soil profile has been found. In the experim ent stablished in 1972 at Laskowice Oławskie on sandy soil with* the humus layer thickness of 20 cm the effect of stratified ploughing on the yields of crops and organic m atter con tent changes, w as investigated. A fter 10 years of the investigations an activation o f the sandy layer drawn out to the surface and gradual assum ing by it the featu res of the hum uslayer. At the same tim e the humus layer disiplaced into the soil p rofile depth did not lose its favourable properties. No decrease of yield in the 'treatments of getting sandy subsoil layer to the surface was observed. In the trials
32 2 J. Sienkiew icz
carried out in 1966—1976 on sandy soil w ith tw ice and thee fold om ittance of ploughing in the 5-field crop rotation an increase of the organic carbon content in th ee fold om ittance of ploughing in the 5-field crop rotation an increase of the organic carbon content in the 0—20 and 20—40 cm layer has been found. A lack of m echanical cultivation led to a growth of w eediness resulting in a drop of yields.
Prof. dr Jerzy S ien kiew icz
Z akład U praw y Roll i Roślin IUNG 55-230 L aśkow ice O ław skie
