Wpływ zawartości potasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym gleby na plonowanie i skład chemiczny kupkówki

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLII, NR 3/4, WARSZAWA 1991: 183-190

M ARIA Z1ĘTECKA, B O G U SŁA W KARO Ń

WPŁYW ZAWARTOŚCI POTASU I MAGNEZU W KOMPLEKSIE SORPCYJNYM GLEBY NA PLONOWANIE

I SKŁAD CHEMICZNY KUPKÓWKI*) Katedra Chemii Rolnej Akademii Rolniczej w e W rocławiu

WSTĘP

Właściwe proporcje kationów w kompleksie sorpcyjnym gleby są jednym z pod­ stawowych warunków prawidłowego odżywiania się roślin. Naruszenie tych propor­ cji może odbić się niekorzystnie na wielkości plonu roślin i jego składzie chemicznym [2, 4, 5, 7, 8]. Szczególne znaczenie ma potas [1, 4, 5, 8], pierwiastek o dużej ruchliwości, często pobierany przez rośliny w ilościach przekraczających ich potrzeby pokarmowe, o silnym antagonistycznym oddziaływaniu w stosunku do in­ nych kationów.

Celem pracy było określenie w doświadczeniu wazonowym wpływu zmieniają­ cego się udziału potasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym gleb na plonowanie i skład chemiczny kupkówki.

M ETOD YK A

Doświadczenie z kupkówką odm. Bepro przeprowadzono w wazonach o pojem­ ności 5,5 kg. Jako podłoża użyto dwu gleb zróżnicowanych pod względem zawarto­ ści kationów wymiennych oraz innych właściwości (tab. 1).

Udział potasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym gleb regulowano odpowie­ dnimi dawkami tych składników w formie KC1 lub MgSC>4. W obiektach wyjścio­ wych każdej z gleb (nr 1 i 7) doprowadzano do jednakowego poziomu wysycenia kompleksu sorpcyjnego potasem i magnezem (odpowiednio 0,19 me/l 00 g gleby — gleba 1 lub 0,70 m e/l00 g gleby — gleba 2). W kolejnych kombinacjach zmieniano stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego К i Mg w zakresie od 1 : 4 do 4 : 1 (tab. 2). Przedsiewnie zastosowano do każdego wazonu 0,4 g P (w superfosfacie potrój­ nym), 0,5 g N (NH4NO3) i mikroskładniki oraz pogłównie 0,75 g N (NH4NO3) po pierwszym sprzęcie kupkówki.

184 M. Ziętacka, В. Karoń

T a b e l a 1 Niektóre właściwości gleb użytych w doświadczeniu

Some properties of soils used in experiment

Właściwości — Properties Gleba 1

— Soil I

Gleba 2 — Soil 2

Części spławialne (%) — Silt and clay particles (%) 8 23

Ił koloidalny (%) — Colloidal clay (%) 3 8

Corg— Organie С (%) 0,73 1,26

PHkci 4,8 6,6

Kwasowość hydrolityczna (me/100 g gleby)

Hydrolytic acidity (me/100 g of soil) 2,77 1,58

Kationy wymienne (me/100 g gleby) Exchangeable cations (me/100 g of soil)

Ca 1,70 5,69

Mg 0,16 0,46

К 0,19 0,70

Na 0,02 0,05

Wazony po napełnieniu i podlaniu do stałej wagi inkubowano przez okres 2 ty­ godni. Wegetacja kupkówki trwała 67 dni i zebrano 2 pokosy. Analizę materiału ro­ ślinnego wykonano według stosowanych w kraju metod laboratoryjnych.

WYNIKI B A D A Ń

Średnie plony roślin, mimo znacznego zróżnicowania właściwości gleb (tab. 1), utrzymywały się na zbliżonym poziomie (tab. 2).

Zmieniające się ilości potasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym nie wpływały w zasadzie na wielkość plonów kupkówki na glebie 1. Jedynie 4-krotna dawka pota­ su spowodowała istotne zwiększenie plonu w drugim pokosie. Na glebie 2, o wyższym poziomie składników pokarmowych i znacznie większych niż na glebie 1 dawkach nawozowych, wielkość plonów roślin była zbliżona na wszystkich dawkach magnezu oraz pojedynczej i podwójnej dawce potasu. Dopiero najwyższa dawka К spowodowała istotną obniżkę plonu w poszczególnych pokosach i ich sumy. Na tej glebie ujawniło się także negatywne działanie jednoczesnego podwojenia ilości pota­ su i magnezu. Spowodowało ono udowodnione obniżenie plonu poszczególnych po­ kosów oraz plonu sumarycznego (tab. 2).

Ilość pobranego przez rośliny azotu i fosforu zależała od rodzaju gleby (wyższe na glinie lekkiej), ale nie wykazywała zróżnicowania w zależności od zawartości po­ tasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym. Odnośnych danych nie zamieszczono w pracy.

Wpływ zawartości potasu i magnezu na plonowanie i skład chemiczny kupkówki ₁₈₅

T a b e l a 2 Średnie plony kupkówki (g/wazon)

Average yields of orchard grass (g/pot)

Nr

Zawartość w glebie

Content in soil (me/100 g) Pokosy — Cuts

К Mg I II I + 11

Gleba 1 — piasek słabogliniasty Soil 1 — slightly loamy sand

1 0,19 0,19 8,4 12,9 21,3 2 0,38 0,38 9,0 13,4 22,5 3 0,19 0,38 7,6 12,2 19,9 4 0,19 0,76 8,0 12,0 19,9 Il 5 0,38 0,19 8,8 12,1 20,9 J 6 0,76 0,19 8,1 14,2 22,4 1 Gleba 2 — Soil 2 — -glina lekka light loam 7 0,70 0,70 6,9 14,1 21,0 8 1,40 1,40 5,7 12,7 18,4 9 0,70 1,40 7,4 14,0 21,4 10 0,70 2,80 7,4 14,7 22,0 11 1,40 0,70 6,7 13,2 20,0 12 2,80 0,70 4,1 12,0 16,2 N IRo,05 — L S Do,05 0,92 1,07 1,42 NIRo.oi — LSDo.oi 1,23 1,44 1,90 Wyraźne różnice wystąpiły w zawartości kationów w kupkówce (tab. 3). W obiektach wyjściowych (nr 1 i 7) procentowa zawartość potasu w roślinach obydwu pokosów była ponad 2-krotnie większa na glebie 2 (o wyższym poziomie K) niż na glebie 1. Zawartość Mg w roślinach utrzymywała się na obu glebach na zbliżonym poziomie.

W stosunku do gleby 1 poziom wapnia w kupkówce uległ na glebie 2 wyraźne­ mu obniżeniu, a zawartość sodu zmniejszyła się około 3-10-krotnie.

Zróżnicowanie stosunku między potasem i magnezem w glebach wywołało wy­ raźne zmiany w zawartości badanych kationów w roślinach (tab. 3). Zwiększenie udziału potasu w kompleksie sorpcyjnym gleb spowodowało znaczny wzrost kon­ centracji tego składnika w roślinach, zwłaszcza na glebie 1. Efektu takiego nie stwierdzono jednak przy wysokiej wyjściowej zawartości potasu (gleba 2, pokos I). Nawożenie tym składnikiem zmniejszało na ogół zawartość wapnia i magnezu, ale

[1

8

6

]

T a b e l a 3 Względna zawartość K, Ca, Mg i Na w kupkówce (%)

Relative content of К, Ca, Mg, Na in the orchard grass (%)

Nr

Zawartość w glebie

Content in soil (me/100 g) Pokos I - - C u t i Pokos II — Cut II

К Mg К Ca Mg Na К Ca Mg Na J

Gleba 1 — piasek słabogliniasty — Soil 1 — slightly loamy sand

1 0,19 0,19 (2,86)* (0,74) (0,26) (0,34) (1,27) (0,96) (0,23) (0,32) 2 0,38 0,38 168 85 120 42 150 77 125 101 3 0,19 . 0,38 111 96 127 106 102 94 145 94 4 0,19 0,76 107 81 163 108 93 80 178 93 5 0,38 0,19 170 95 102 38 147 91 95 98 6 0,76 0,19 236 78 87 11 348 67 81 20

Gleba 2 — glina lekka — Soil 2 — light loam

7 0,70 0,70 (6,20)* (0,68) (0,27) (0,035) (4,33) (0,62) (0,24) _{(0Д 1)} 8 1,40 1,40 102 107 133 100 124 94 110 32 J 9 0,70 1,40 99 87 116 103 97 87 115

69

I

7 2

1

W nawiasach: zawartość procentowa w s.m. roślin = 100. In brackets: percentage content in d.m. of plants = 100.

[1

8

7

]

Suma kationów (m e/100 g s.m.) oraz ich procentowy udział w tej sumie Sum of the cations (m e/100 g d.m.) and their percentage participation in it

T a b e l a 4

Zawartość w glebie

Content in soil (m e/100 g) Pokos I — Cut I Pokos II — Cut II

Nr

К Mg suma

sum К Ca Mg Na

suma

sum К Ca Mg Na

Gleba 1 — piasek słabogliniasty —■ soil 1 — slightly loamy sand

1 0,19 0,19 146 50,2 25,3 14,4 10,1 113 28,6 42,2 16,8 12,4 2 0,38 0,38 186 66,2 16,9 13,6 3,3 123 39,4 29,9 19,2

11,5 I

Gleba 2 — glina lekka — soil 2 — light loam

7 0,70 0,70 216 73,4 15,7 10,2 0,7 167 66,4 18,5 12,2 2,9 8 1,40 1,40 229 70,7 15,9 12,7 0,7 190 72,3 15,2 11,7 0,8 9 0,70 1,40 214 73,6 13,8 11,9 0,7 161 66,6 16,8 14,5 2,1 10 0,70 2,80 213 73,1 10,6 15,5 0,8 162 65,2 14,8 17,9 2,1 11 1,40 0,70 220 74,6 14,8 10,0 0,6 187 72,8 16,0 10,5 0,7 12 2,80 0,70 229 71,8 17,7 9,9 0,6 196 72,1 18,5 8,6 0,8

188 M. Ziętacka, В. Karoń

przy bardzo wysokich koncentracjach potasu (powodujących spadek plonów) obser­ wowano nawet wzrost zawartości obu tych pierwiastków. Obniżenie poziomu sodu w wyniku nawożenia potasem było szczególnie wyraźne przy wysokiej wyjściowej zawartości Na w roślinach.

Wzrost udziału magnezu w kompleksie sorpcyjnym powodował proporcjonalne do zastosowanej dawki zwiększenie jego koncentracji w roślinach, szczególnie wyra­ źne na glebie lekkiej. Wpływ nawożenia Mg na zawartość potasu i sodu w roślinach był niewielki i różnie ukierunkowany, natomiast wyraźnie negatywny w odniesieniu do wapnia (tab. 3).

Oceniając wyniki badań można zauważyć, że potas wykazał najsilniejszy wpływ antagonistyczny w stosunku do sodu, co znajduje potwierdzenie w wynikach badań innych autorów [2, 4, 5], a następnie w stosunku do wapnia i magnezu. Antagonizm K:Mg był silniejszy aniżeli Mg:K, a także silniej uwidoczniło się antagonistyczne działanie K:Ca niż Mg:Ca. Jest to zgodne z wynikami uzyskanymi przez Mercika i in. [6].

Suma kationów (K, Ca, Mg, Na) była w obu pokosach wyraźnie większa w rośli­ nach na glebie 2 niż na glebie 1 (tab. 4). Suma ta tylko w niewielkim stopniu zmie­ niała się pod wpływem nawożenia magnezowego, natomiast wyraźnie wzrastała w wyniku zastosowania nawożenia potasem.

Procentowy udział kationów w ich sumie układał się w kupkówce zgodnie z wy­ maganiami tej rośliny w szeregu: К > Ca > Mg > Na. Jedynie w plonie II pokosu, na glebie o niższym poziomie К (gleba 1), dominującym pierwiastkiem był wapń, co świadczy o pewnym wyczerpaniu potasu z podłoża. Zmiany udziału poszczególnych kationów w kompleksie sorpcyjnym kształtowały się podobnie jak zawartość tych pierwiastków w suchej masie roślin. Wielkość i kierunek tych zmian zależały od ilo­ ści pobranych kationów. Łączny udział wapnia i magnezu nie zmieniał się w wyniku stosowania nawożenia magnezem i wyraźnie obniżał się pod wpływem dawek potasu tylko na glebie lekkiej.

Należy podkreślić, że w przeprowadzonym doświadczeniu, podobnie jak w bada­ niach Mercika i in. [6], wysokie ilości potasu w podłożu (gleba 2), nie zmieniając wielkości plonu roślin, wpływały niekorzystnie na jego skład chemiczny. Z punktu widzenia żywienia zwierząt zwiększały one nadmiernie zawartości potasu, a obniżały niekorzystnie zawartości wapnia i sodu w kupkówce [3]. Także wartość stosunku K:(Ca+Mg) w roślinach na glebie 2 przekraczała normy dopuszczalne w żywieniu zwierząt [4].

WNIOSKI

1. Zmiany udziału potasu i magnezu w kompleksie sorpcyjnym gleby (od 1:4 do 4:1) nie wpłynęły na wielkość plonu kupkówki na glebie ubogiej w potas. Na glebie zasobnej w ten składnik najwyższa dawka К oraz podwyższone dawki К i Mg spo­ wodowały zmniejszenie plonu roślin.

2. Stwierdzono silne antagonistyczne działanie potasu w stosunku do sodu oraz w mniejszym stopniu do wapnia i magnezu. Antagonistyczne działanie magnezu w odniesieniu do badanych kationów było znacznie słabsze niż potasu.

3. Suma pobranych przez kupkówkę kationów oraz ich wzajemne relacje zależa­ ły przede wszystkim od zawartości potasu w glebie.

Wpływ zawartości potasu i magnezu na plonowanie i skład chemiczny kupkówki ₁₈₉

LITERATURA

[1] G ó r a l s k i J. , M e r c i k S . Wpływ wysokich dawek nawozów potasowych na występowanie nie­ doboru magnezu u roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 1973,149: 171-179.

[2] K r z y w y E. , R a b i ń s k a H . , J a n u k o w i c z H. Wpływ 5-letniego zróżnicowanego nawożenia mineralnego łąki na zawartość potasu i sodu w runi. Mat. Symp. „Wpływ nawożenia na jakość plo­ nów”. Olsztyn 24-25 czerwca 1986, z. 2: 162-166.

[3] M a z u r K. , M a z u r T. Wpływ 6-letniego nawożenia łąki górskiej na zmiany w składzie chem icz­ nym runi oraz produkcji białka. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 1978, z. 210: 29-45.

[4] M e r c i к S . Próba ustalenia optymalnego stosunku kationów w nawożeniu. Mat. Kraj. Symp. „Rów­ nowaga jonowa w glebach i roślinach w warunkach intensywnego nawożenia”. Wrocław 23-24 września 1986, Cz. I, IUNG Puławy 1986: 11-30.

[5] M e r c i k S . , G ó r a l s k i J. , G o ź l i ń s k i H. Wpływ współdziałania potasu z magnezem oraz pota­ su z sodem na plonowanie i skład chemiczny kilku roślin. Rocz. Nauk Roi. 1976, 101-A-3: 103-122. [6] M e r c i k S . , G ó r a l s k i J. , G o ź l i ń s k i H. , M e r c i k T. Badania nad współdziałaniem potasu

z magnezem i w'apniem na różnych glebach pod różnymi roślinami. Cz. III. Wpływ na plonowanie i skład chemiczny życicy wielokwiatowej i seradeli. Rocz. Glebozn. 1, 135: 81-96.

[ 7 ] P a n a k H . , W o j n o w s k a T. Wpływ zróżnicowanego wysycenia pojemności sorpcyjnej gleb ka­ tionami Ca, K, Mg na plonowanie i skład chemiczny kukurydzy i gorczycy białej. Rocz. Glebozn. 1982, 33, 1/2: 37-46.

[8] W o j no w s к a T. Wpływ zróżnicowanego stosunku kationów w glebie na plon i skład mineralny ro­ ślin. Zesz. Nauk. ART w Olsztynie, Roi. 1984, 40: 3-64.

М. ЗЕНТЕЦКА, Б. KAPOHb ВЛИАНИЕ УЧАСТИЯ КАЛИЯ И МАГНИЯ В СОРБЦИОННОМ КОМПЛЕКСЕ НА УРОЖАЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЕЖИ СБОРНОЙ Кафедра агрохимии Сельскохозяйственной академии во Вроцлаве Р е з ю м е Степень насыщения, сорбционного комплекса калием и магнием в пределах соотношений 4:1 — 1:4 измеряли в сосудном опыте проведенном на двух видах почвы. Изменчивые количества калия и магния в почве не оказывали влияния на урожай ежи сборной, в то время как внесение четырехкратной дозы калия и двойной дозы элементов в почву с небольшим начальным содержанием калия и магния приводило к снижению урожая. Н ебольш ие изменения усваивания растениями азота и ф осф ор а были связаны в первую очередь с различиями в величине урожая. Уровень калия в растениях ежи сборной зависел в значительной степени от содержания этого элемента в почве. Подобным образом содерж ание магния в растениях было тесно связано с его содержанием в почве. Содержание натрия в расте­ ниях и его процентное участие в сумме катионов значительно снижалось по м ере повышения содержания калия в сорбционном комплексе. М. ZIĘTECKA, В. KAROŃ

EFFECT OF THE SHARE OF POTASSIUM AND MAGNESIUM IN THE SORPTION COMPLEX ON THE YIELD AND CHEMICAL COMPOSITION OF COCKSFOOT

Department of Agricultural Chemistry, Agricultural University of Wrocław Summary

The saturation degree of the sorption complex with potassium and magnesium within the range from 4:1 to 1:4 was measured in a pot experiment carried out on two soil kinds.

190 M. Ziçtacka, В Ка roń

Variable amounts o f potassium and magnesium in soil did not affect the cocksfoot yield, whereas application o f the four-fold potassium dose and double dose of both elements to soil with higher initial potassium and magnesium level led to a drop o f yields.

Small changes in the nitrogen and phosphorus uptake by plants were connected, first of all, with dif­ ferent magnitude o f the yields. The potassium level in cocksfoot depended to a considerable degree on the content o f this element in soil. Similarly the magnesium content in plants was closely connected with its content in soil. The sodium content in plants and its share (%) in the sum o f cations considerably decrea­ sed along with increasing potassium amount in the sorption complex.

Doc. dr M. Ziętecka Praca wpłynęła do redakcji w lutym 1991 r.

Katedra Chemii Rolnej Akademia Rolnicza