JÖ Z E F SZCZU REK
W P Ł Y W W IEL O L E T N IE G O N A W O ŻEN IA NA ZAW ARTOŚĆ ZW IĄZKÓ W FO SFO RO W YCH W G L E B IE POD M ONOKULTURĄ
Ż Y T A I ZIEM NIAKÓW
Instytut Gleboznawstwa i Chemii R olnej SGGW w W arszawie Dyrektor — prof. dr B. Dobrzański
W STĘP
W literatu rze spotyka się niewiele prac om aw iających zm iany za w artości fosforu w glebach upraw nych [2 0, 24, 27, 41, 45]. Napisane na ten tem at prace nie uwzględniają najczęściej ty ch ilości fosforu, jakie wynoszone są z plonem roślin. Doświadczenia w ykazują, że fosfor n a wozowy przem ieszcza się w glebie tylko nieznacznie i nie jest w ym y w any do głębszych w arstw gleby [1 2, 14, 16, 37]. Cały zatem fosfor z n a wozów, k tóry nie zostanie pobrany przez rośliny w raz z plonami, pozo staje w glebie. W badaniach nad przem ianam i łatw o rozpuszczalnych połączeń fosforu zaw artych w naw ozach stwierdzono, że w wyniku reak cji zachodzących między nawozem i glebą pow stają form y bardziej trw ałe [1, 9, 13, 15, 17, 28, 33, 47, 48, 49, 50, 51]. L i n d s a y [22] za po
m ocą promieni X stwierdził, że z fosforanu jedno wapniowego powstaje
w glebie w zależności od warunków^ środowiska ok. 30 now ych bezposta ciow ych krystalicznych i koloidalnych związków fosforu. В a w i n i T y n e r [3] uw ażają, że nagrom adzenie w iększych ilości trudno rozpuszczal nych związków fosforowych w glebie związane jest z procesem glebo- t wór czym. W skazuje się również na istnienie korelacji między w ystępo
waniem C a C 03 w glebie a ilością związanego przez wapń fosforu [17].
W badaniach laboratoryjnych P o p o v i ć [33] stwierdził, że gleby zasob ne w fosfor sorbow ały mniej tego składnika niż gleby ubogie w fosfor. Według S z e m b e r a [42] pewna ilość fosforu zaw artego w fitynie i le cytynie nie może być udostępniona roślinom w yższym przez działalność mikroorganizmów glebowych. U l r i c h i B e n z l e r [43] podkreślają, że pobieranie fosforu organicznego przez rośliny wyższe następuje po uw ol nieniu fosforu z ty ch związków.
430 J. Szczurek
Fosfor łatw o ^ rozpuszczalnych nawozów fosforow ych wprowadzony do gleby m oże tw orzyć związki różnie dostępne dla roślin [23, 25, 28, 34, 35, 39, 46]. L i n d s a y . [2 1] badał w artość naw ozow ą szeregu syn tetycz nych preparatów fosforow ych, jakie z ty ch nawozów m ogą powstać. Oka zało się, że działanie nawozowe w środowisku tak złożonych związków jak taran ak it potasow y (K2A15H6( P 04)8 • 18 H20 ) , koloidalny fosforan że laza lub glinu, fosforan wapniowo-żelazowy (C aFe2(HPO)4 • 5H20 ) , fosfo
ran ośmiowapniowy (Ca4H (P 04)3 • 3H20 ) , w trzech kolejnych zbiorach
zbliżone były w 71 - 92% do fosforanu jednowapni owego. Rozpuszczalność w ym ienionych związków można przedstaw ić jako funkcję pH [10, 21]. Z wprowadzonych do gleby soli fosforanow ych rozpuszczalnych w w o dzie pow staje na ogół najw ięcej fosforanów glinu i żelaza [25, 35, 36, 46]. S u t t o n i L a r s e n [40] na jednej z gleb o pH 5,7, zaw ierającej 17% w ęgla organicznego, stwierdzili po trzech latach od zastosowania dużej dawki superfosfatu stra ty w ynoszące ponad 50% wniesionego fosforu. W doświadczeniach z 32P [31] w ykazano najw iększą labilność fosforanów glinu w glebie. Obecność innych anionów m ineralnych i organicznych w roztw orze w pływ a ham ująco n a w iązanie fosforu przez glebę [1 0, 1 1]. B e r g m a n n [4] uw aża, że m etoda Egnera-R iehm a pozwala na praw i dłową ocenę zasobności gleby w dostępny dla roślin fosfor, podkreśla jednak, że plon roślin jest wypadkową wielu innych czynników. K o p e r [18] na podstaw ie wyników z 603 doświadczeń połowych, przeprowadzo n ych przez IUNG w latach 1965 - 1967 w różnych rejonach Polski do chodzi do podobnych wniosków.
CEL PR A C Y I METODA BADAŃ
Celem pracy było zbadanie:
— zm ian w ogólnej zaw artości fosforu w glebie przy uwzględnieniu ilości składnika wniesionego w naw ozach i w yniesionego z plonem roślin,
— wpływu wieloletniego nawożenia roślin upraw nych na zaw artość różnych form związków fosforow ych w profilu gleby,
— przechodzenie poszczególnych frakcji fosforu do roztw oru m lecza nu w apnia stosowanego w metodzie Egnera-R iehm a do oceny zasobności gleby,
— wpływu niektórych czynników w arunkujących zachowanie się fosforu w glebie na podstawie doświadczeń modelowych.
P rzy określaniu zmian ilościowych w fosforze, znajdującym się w glebie, napotykam y na pewne trudności. W ynikają one z dużej na ogół zmienności glebowej i stosunkowo m ałych zmian w zaw artości fosforu.
D latego badania te przeprowadzono w oparciu o 44-letnie ścisłe doświad czenia nawozowe przeprowadzone w Skierniew icach przez K ated rę Che mii Rolnej SGGW 1. Glebę skierniew icką zalicza się do gleb bielicowych w ytw orzonych z gliny zw ałowej, średnio zasobnej w fosfor. Ponieważ w iększych zm ian spodziewano się przy długotrw ałym i praw ie nie zmie nianym oddziaływaniu nawozu i rośliny na glebę, jako obiekty badań w ybrano m onokulturę żyta (pas D-VI) i m onokulturę ziemniaków (pas D-V).
W latach 1923 do 1936 pod żyto stosowano corocznie na hektar 50 kg P20 5, a następnie do roku 1962 — 30 kg P20 5. Od roku 1936 wnoszono 36 kg P20 5. Podobne są dawki pod ziemniaki z tą różnicą, że w okresie lat 1926 - 1936 wnoszono 60 kg P2O5 n a hektar, a od 1936 stosuje się 30 kg tego składnika, zawsze w superfosfacie. Średnia dawka wynosi 37 kg P2O5 na h ek tar pod żyto i 38 kg pod ziemniaki. Co roku wypadało
pod każdą roślinę przeciętnie 40 kg na hektar N w postaci N a N 03 lub
(NH4)2S 04 i 50 kg K 20 w postaci 40-procentow ej soli potasowej.
W apnowanie stosuje się co roku w ilości 1200 kg CaO na hektar (do roku 1945 stosowano CaO, później C a C 0 3, a od 1961 r. wnosi się 1600 kg CaO co cztery lata). Obornik przyoryw uje się wiosną lub jesie
nią, każdego roku w ilości 20 0 q/ha, zgodnie ze schem atem doświadczeń
(tab. 1 i 2). Doświadczenie z m onokulturą żyta i ziemniaków obejmuje
1 0 kombinacji, a każda z nich m a 5 powtórzeń. Próby glebowe pobie
rano jesienią 1966 r. z 14 m iejsc poletka zajm ującego powierzchnię 42 m 2. W stępne analizy kilku rów noległych próbek na fosfor w ykazały pewną rozbieżność oznaczeń między pięcioma powtórzeniam i. Z tego względu próby glebowe pobierano z w szystkich powtórzeń. Pobraną z pięciu po w tórzeń próbę gleby mieszano i do analiz pobierano średnią próbę w ilości ok. 1 kg gleby.
Ogólną zaw artość fosforu oznaczano w stopach, sporządzonych w e
dług A r i n u s z k i n y [2] oraz spraw dzano m etodą Volka i Jonesa,
w m odyfikacji B ra y a i K urtza [5]. T ą ostatnią m etodą uzyskiwano nieco niższe wyniki. Je s t to związane z niecałkow itym rozkładem m inerałów glebowych w stężonym gorącym kw asie nadchlorow ym , gdyż w stopio nej pozostałości odnajdowano resztki fosforu.
1 Dokładną charakterystykę doświadczeń nawozowych przeprowadzonych w Skierniew icach można znaleźć w pracach drukowanych w Rocznikach Gleboznaw czych :
M. Górski, I. D ąbrow ska: Porównanie metody Egnera..., t. 10, 1961, s. 399; M. Gór ski, S. M ercik: t. 12, 1962, s. 25; M. Górski, L. K uszelew ski: t. 13, 1963, s. 323; S. M ercik: t. 20, 1969, s. 367.
4 3 2 J. Szczurek BADANIA W ŁASNE
ZM IANY W OGÓLNEJ ZAW ARTOŚCI FO SFO RU W G L EB IE
P o d m o n o k u l t u r ą ż y t a . Fosfor oznaczano w glebie w szyst
kich kombinacji nawozowych (tab. 1). Oprócz tego oznaczano go w prób
ce glebowej pochodzącej z przyległego do doświadczenia odłogu. Teren ten porośnięty jest traw ą i dotychczas nie był użytkow any rolniczo. Z tego względu można było przypuszczać, że w chwili zakładania do świadczenia odłóg miał już zrównoważony bilans fosforu, a panujące wówczas warunki środowiskowe nie uległy praktycznie większym zm ia nom. Dlatego zaw artość fosforu w glebie na odłogu traktow ano jako do datkowe źródło inform acji odnośnie do zachowania się tego składnika w naturalnych w arunkach środowiska.
Za podstawę do ustalenia zmian ilości fosforu przyjęto jego zaw ar tość na poletkach O (bez nawożenia).
Omówienia w ym aga jeszcze sposób określania średnich zaw artości fosforu w plonie roślin. W m ateriałach dokum entacyjnych poza wyso kością plonów i nawożenia, nie m a bliższych danych co do wilgotności plonów w czasie sprzętu, stopnia zanieczyszczenia chw astam i itp. Wobec tego średnie dla zaw artości fosforu w ziarnie i słomie żyta określono na podstawie trzech serii oznaczeń przeprowadzonych w latach 1926 - 1929 oraz podobnej serii oznaczeń suchej m asy i fosforu z lat sześćdziesią tych. Zakres w ahań w zaw artości fosforu w ziarnie żyta m ieści się w
granicach od 0,45 do 0,84% P205 w kom binacjach nie naw ożonych i od
0,62 do 1,0 2% P205 w kom binacjach naw ożonych fosforem . W arto nad
mienić, że zakres wahań w zaw artości fosforu w ziarnie żyta z lat sześć dziesiątych jest praw ie o połowę m niejszy. Dla słomy uzyskujem y n ie
zależnie od nawożenia od 0,13 do 0,27% P20 5. Poniew aż fosfor nie po
brany przez rośliny znajdujem y w glebie, źródłem błędu może być zbyt nisko obliczona zaw artość fosforu w roślinach. Ew entualne różnice do tyczące średniej zaw artości fosforu w suchej m asie roślin nie są jednak w stanie w płynąć na ogólną in terp retację wyników, gdyż stanow ią nie wielką część zmian, jakie zachodzą w glebie nawożonej superfosfatem lub obornikiem (tab. 1 i 2). Mimo to, w celu uzyskania możliwie pełnego obrazu zmian zachodzących w glebie uwzględniono wTe wnioskach koń cow ych oprócz wyniku średniego m aksym alną zaw artość fosforu w plo nach. Trudno przypuszczać, że średnia zaw artość fosforu w plonie żyta i ziemniaków m ogłaby w doświadczeniach polowych przekroczyć u zy skane z pomiarów w artości skrajne.
W ciągu 44-letniego okresu upraw y żyta i ziemniaków w monokul turze w ystąpiły pewne zm iany w zasiewach, a dw ukrotnie był ugór. D otyczy to przede wszystkim pasa pod ziemniakami, które dość szybko
mg P ^ / lO O g s.m. gleby
Changes o f phosphorus content in the arab le s o i l la y e r under а 44-y ear rye monoculture
in mg o f ?2 °5 per 100 G of s o i l d*m* Wahania w plonach q/ha Plony s.m. q/ha /średnia z doświad czeń/ P2°5 P2°5 w g leb ie kom binacji P20^ in s o i l o f p a r tic u la r treatm en ts ri Дo oCDO D sf or wnie siony w na v;ozach Ph os pho rus b ro u g h t in w it h fe r ti li z e r s Różnica między p20 5 wniesionym i odnale zionym w g le b ie D ifferen ce between P2o5 brought in and found in s o i l F o sfo r w plonach r o ś lin Phosphorus in crop y ie ld s a) . о r i д о OJ ил оCVJ P i -р -о Д •ю р о о 3 9 r i iA Д О О OJ • й * (1) to *3 5 3 3 О ri ч> Nie odna lez io n a il o ś ć P2O5 w stosunku do i l o ś c i w n iesion ej Lacking p2°5 w warstwie gleby na głębo k o ści P п Kombinacje Treatments Y ield flu c tu a tio n s q/ha Dry m atter y ie ld s q/ha /mean from the experiments/ % -d 1 C) O M •N -H •9 ■“! Й -P .Cl (U -d O tt) î>s « Д -rł O rH ■N -H O -P к С-i d Ф •я «H 'O Vh Pi-h Д & i ф O cl -H O -H 3 5 ~ .s S ,3 -dÜ о ri « Д -H О rH b -p 5: f-i Д ш •N <Н 'О «H к -ч п P2o5 amount in r e la t io n to the amount brought in to s o i l Р2°5 in s o i l laye-r a t the depth 'U йЭ Ь CJ<н ЙЧ a l l Cj Q) Д fH » kg/ha rocz д Д атз •н и а ш . а £ В ri о и гЧ -Р И М д Д а з ■H Й « ho Ctf ? C ri o h r4 -P со ел G Д a -3 •H h « Lû ri Ü ci O U .4 -P LO 0) а 0 /Ъ-а/ d /d-c/e f с /S-f/h / e-h/ i /Ь n iein kg/ha per year 0 0 0 4-1 0 OJ В ü О чэ 1 5 0 8-15 18-26 10,1 2 2 , 8 0 ,6 9 0 ,1 8 35 - - - - 15 - - - - • - 27 31 NaNO^ 8-24 23-64 1 3 ,1 30,7 0,6 5 0 ,1 7 33 - - - - 19 - - - - - 26 32 /rcy 2s<\ 2-23 9-53 1 1 , 6 24,1 0 ,6 9 0,20 34 - - - - 17 - - - - - 25 32 Ж 9-21 25-48 1 2 ,9 31 ,2 0,6 7 0 ,1 7 31 - - - - 19 - - - - - 27 31 KP 9-23 30-57 1 5 ,0 3 5 ,6 0 ,8 0 0 ,1 8 - 52 17 51 34 - 26 11 23 45 1 6 ,4 28 36 PK 10-16 23-50 1 1 ,5 27 ,0 0 ,8 4 0,22 - 54 19 51 32 - 22 7 25 49 17 , 8 30 32 NPK 15-26 40-74 17,0 4 0 ,9 0 ,8 5 0,19 - 52 17 51 34 - 32 17 17 33 12,1 30 35 CaNPK 17-2 7 37-72 18 ,2 4 1 ,8 0 ,8 6 0,22 - 48 13 51 38 - 35 20 18 35 1 2 ,9 28 33 Obornik Farmyard manure 13-29 37-80 1 7 ,1 39 ,1 0 ,8 5 0 ,2 3 - 57 22 70 48 - 34 19 29 41 20 ,7 33 44 Odłóg od począt
Fallow from theku trwai experiLlia dośw: lent s ta jL a d cze n ii?t a 48 - - - 29 29
L .S .D . 0 ,0 5 I 2 2 2 2 P w gl eb ie na tle ilo śc i wni esionej w n aw o za ch 4 33
T a b e l a 2
Zmiany w zaw artości fo sfo ru w warstwie o rn ej gleby pod 4 4 - lc tn ią monokulturą ziemniaków mg P Ą / 1 0 0 g s.m. gleby
Changes of phosphorus content in the arab le s o i l la y e r under a 44-y ear p otato monoculture in mg of Po0^ per 100 g of s o i l d.m. Kombinacje Tr eatmen ts Wahania w plonach świeżej masy q/ ha Fres h m at te r y i e l d f l u c t u a t i o n s , q/ha Plony s.m. kłębów q/ ha Tuber dry m a t t e r y i e l d s q/ ha p2 ° 5 p205 w g le b i e kombinacji P2o5 i n s o i l of p a r t i c u l a r t r e a t m e n t s Róż ni ca D if fe re n c e F o sf o r wnie sion y w n a w o z a ch P h o sp h o ru s br ou gh t in w it h f e r t i l i z e r s R ó ż n ic a m ię d zy Рр О с vmie-w n ie si o r. y m ^ i o d n a le z io n y m i w g le b ie D if fer e n ce b et w ee n P 2 O 5 b ro u g h t in w it h f e r t i l i z e rs an d fo u n d in s o il F o s f o r w plonach r o ś l i n Phosphorus i n crop y i e l d s Różn ica D if fe re n c e -p $ ^ G О O lTN G •но Я ^ см 0 Ph ir\ rH О CM G -О Ph rd сл00 ьо rH G •r\ -rH ■H X 0 cti
Nie odn al ezi ona i l o ś ć р£°5 w stosunku do i l o ś c i v/nie s i one j Lacking P2°5 amount in r e l a t i o n t o the amount brought i n t o s o i l p2°5 w warstwie gleby na g łę bo ko ści p2 ° 5 i n s o i l l a y e r a t the depth n ie n a w o ż o n y ch u n f e r ti li z e d 1 1 -<H O rH •N -HOXÎ-P > 0 f-rd d ГЧ«!) Ü G G<H tQ n ie n a w o ż o n y ch u n f e r ti li z e d n a w o ż o n y ch f e r t i l i z e d /0 kg/ ha r o c z nie i n kg /h a p e r y e a r a 0 0cf 1 0 CM a Ü 0 v£> 1 § a b / b - а / с d / d - c / e f S / е - f /h / e - h / i 0 1 8 - 1 0 9 1 6 , 2 0 , 5 5 28 - - - - 12 - - - - - 27 28 IialJC^ 2 0 - 1 5 1 2 0 , 7 0 , 5 2 25 - - - - 15 - - - - - 27 29 /kh4/ 2so4 2 2 - 1 2 7 13,6 0 , 4 9 26 - - - - 9 - - - 26 28 roc 33-lbG 2 6 , 5 0 , 5 1 22 - - - - 19 - - - 27 30 IIP 3 3 - 1 0 9 2 1 , 2 0,65 - 55 17 54 27 - 19 7 20 55 2 1 , 4 29 33 PK 2 5 - 1 6 2 2 2 , 2 0,50 - 50 20 54 2^ - 18 6 28 52 2 0 , 0 30 31 IJPK 3 7 - 2 1 2 2 2 , 'V 0 , 6 2 - 58 20 54 24 - 29 17 17 21 1 2 , 1 29 30 GyJU’K 1 7 - № .:.0 , V 0 , 6 2 - 5:: 14 54 40 - 25 12 27 50 1 9 , 2 30 31 Uboi'i.ik Farmyard 2 8 - 1 9 6 0 , 6 7 - 56 18 70 52 - 20 18 24 48 2 4 , 2 32 27 manure L .S .D . 0 , 0 5 2 2 3 2
w yradzały się i wówczas przez krótki okres upraw iano rośliny zbożowe (w sum ie przez 8 lat).
Zm iany te, jakkolwiek w przekroju doświadczenia nie w pływ ają w sposób widoczny na końcowe wyniki, zostały uwzględnione we wnio skach. Nie uwzględniono natom iast tych ilości fosforu, jakie corocznie wnoszono do gleby z m ateriałem siew nym , gdyż m ogą one m ieć pewne znaczenie jedynie przy porównywaniu zmian, jakie zaszły w glebie po letek nie naw ożonych (0) z glebą na odłogu.
N ajwyższe plony ziarna za cały okres trw ania doświadczenia uzyska no na kom binacji CaN PK , na oborniku i N PK . Najniższe zaś na polet kach naw ożonych siarczanem amonowym. Stosownie do wysokości plo nów rośliny pobierały odpowiednie ilości fosforu. Z superfosfatu rośliny pobrały w przybliżeniu w ciągu całego' okresu trw ania doświadczenia od 13 do 31% fosforu. Pobieranie fosforu wyliczono z różnicy między kom binacjami nawożonymi i pozbawionymi tego składnika, nie wnika jąc w interakcję związaną z kompleksowym oddziaływaniem nawozów na rośliny. Na kom binacjach z niepełnym nawożeniem, a szczególnie na P K , rośliny pobrały z nawTozu i z gleby niewiele więcej fosforu niż na
poletkach nawożonych w yłącznie N a N 03 lub NK. Ja k widać, wpływ na
w ykorzystanie składników pokarm ow ych i plonowanie roślin w yw iera określony stosunek między poszczególnymi pierw iastkam i w glebie (tab. 1).
Najmniej fosforu w glebie znajdujem y na poletkach otrzym ujących nawożenie azotowo-potasowe. Na poletkach wyłącznie z nawozam i azo tow ym i wystąpiło nieco silniejsze w yczerpanie fosforu z gleby niż na
kombinacji całkowicie bez nawożenia (0). Największą zaw artość fosforu
w w arstw ie akum ulacji gleby stw ierdzono na poletkach nawożonych obornikiem. W tym przypadku gleba otrzym ała znacznie większą dawkę fosforu {ok. 50 kg P205 na 1 ha rocznie) niż pozostałe kom binacje (ok. 37 kg P205 n a 1 ha rocznie).
Pom inięcie jednego ze składników odbiło się bardzo w yraźnie na plonach roślin i tylko nieznacznie na zaw artości fosforu w wierzchnich w arstw ach gleby. W przypadku nie nawożenia azotem rośliny pobierały najm niejsze ilości fosforu i dały niski plon, co spowodowało nieznaczny w zrost zaw artości fosforu w glebie (kombinacja PK ).
W ciągu trw ania doświadczenia wyniesiono z plonem z gleby bez na
wożenia fosforowego w przybliżeniu od 30 do 38% ogólnej ilości (a + f)
znalezionego fosforu glebowego (tab. 1). Należy podkreślić, że podobną ilość fosforu stw ierdzono w w arstw ie akum ulacyjnej gleby na odłogu.
Z astanaw iający jest stosunkowo m ały przyrost zaw artości fosforu w glebie kombinacji nawożonych tym składnikiem. W kom binacjach tych ogólna zaw artość fosforu w w arstw ie ornej gleby jest tylko niewiele
436 J. Szczurek
wyższa niż sum aryczna (w glebie i w roślinach) ilość fosforu glebowego znaleziona na poletkach 0. W ynika stąd, że gleba kombinacji nawożo nych superfosfatem zatrzym ała niewiele większe ilości fosforu ponad te, które wyniesiono z plonem roślin z poletek nie nawożonych. W ciągu 44 lat do w arstw y próchnicznej wniesiono w superfosfacie 51, a w obor niku 70 m g P205 na 100 g gleby, natom iast odnaleziono w glebie i w plo
nach żyta od 26 do 34 mg P20~ na paletkach naw ożonych superfosfatem
i 41 mg P205 na kombinacji otrzym ującej obornik. B rak u jące od 17 do 29 mg P205 na 100 g gleby stanow i 33 - 49% fosforu wniesionego w n a wozach. W ydaje się, że m im o w yraźnego wzbogacenia gleby w w arstw ie 40 - 60 cm w fosfor z obornika (tab. 1) należałoby dla pełniejszego uch w y cenia zmian zbadać niższe poziomy profilu glebowego. C harakterystycz na jest m niejsza zaw artość fosforu na poletkach w apnow anych (pHKci 6,7) w stosunku do N PK (рН ка 5,2). Spowodowane jest to nie tylko nie znacznie wyższym i plonami i większą zasobnością ziarna i słom y w fos for, ale również słabszą sorpcją tego składnika przez glebę. W brew temu. czego można było się spodziewać, naw et bardzo silne zakwaszenie, jakie w ystąpiło pod w pływ em nawożenia siarczanem am onow ym (pHKci 3,9) nie wpłynęło w zasadniczy sposób na pobieranie fosforu glebowego przez żyto ani na jego dynam ikę w glebie. Mimo wieloletniej upraw y żyta obserw ujem y dużą efektyw ność produkcyjną fosforu. Efektyw ność 1 kg
P2O3 przy niepełnym nawożeniu u trzym uje się na poziomie 5,8 kg ziar
na i przy pełnym nawożeniu m ineralnym osiąga 12,7 kg ziarna. Efekty te związane są z kompleksowym działaniem nawozów, gdyż sam fosfor, podobnie jak potas, w ykazuje w tym doświadczeniu słabe działanie. W y liczone efekty produkcyjne obciążone są błędem w ynikającym z dużych różnic, jakie w ystępują m iędzy kom binacjam i nawożonymi i pozbawio nym i fosforu od wielu lat. Dlatego w stosunku do przeciętnych danych są wysokie.
P o d m o n o k u l t u r ą z i e m n i a k ó w . Badania glebowe pod
ziemniakami przeprowadzono w analogicznych kom binacjach naw ozo w ych jak pod żytem . Doświadczenie z m onokulturą ziemniaków przylega do doświadczenia z żytem . Dzięki tem u m ożemy uzyskać pełniejszy obraz zm ian zachodzących w glebie pod w pływem upraw y różnych roślin. W monokulturze ziemniaków opierano się jednak na szczuplejszym m a
teriale doświadczalnym (przez 8 lat upraw iano rośliny zbożowe) i dla
tego należało przyjąć nieco ostrzejsze k ryteria oceny. P rócz tego, w m a teriałach dokum entacyjnych dla kilku lat brak danych co do wysokości plonów. Jeśli jednak w yliczyć średni plon dla 15- lub 25-letniego okresu, to okaże się, że średnie te tylko nieznacznie odbiegają od średniej dla całego okresu trw ania doświadczenia. Można zatem przyjąć, że
rozpa-try wane wyniki są bardzo bliskie rzeczy w is te j. średniej (tab. 2). Podaną średnią zaw artość fosforu w ziem niakach obliczono na podstawie analiz z lat 1 9 6 4 - 1966 i dwóch serii oznaczeń z lat 1928 i 1929. W praw dzie uzyskane plony kłębów z 1966 r. odbiegają w znacznym stopniu od średniej w ieloletniej, jednak zaw artość fosforu nie uległa większym zmianom i znajduje się w zakresie w ahań z lat poprzednich.
Największy plon kłębów z całego okresu trw an ia doświadczenia uzy skano na kom binacji N PK oraz na oborniku. Nieco niższy plon zebrano na C aN PK i NK. Stąd wniosek, że ziemniaki reagu ją najsilniej na naw o żenie azotowo-potasowe. Są też bardziej w rażliw e na zakwaszenie gleby niż żyto. Nie znoszą system atycznego wapnowania, gdyż na poletkach z C aN PK uzyskano niższe plony kłębów i zaznaczyło się słabsze pobie ranie fosforu niż na N PK . Najniższe plony zebrano na poletkach naw o żonych siarczanem am onowym .
Ogólne plony uzyskiwane w tym doświadczeniu są niskie. Nie bez znaczenia jest tu wysoki stopień opanowania ziemniaków przez m ątw ik. Liczebność tego szkodnika przekracza 10-krotnie ilości dopuszczane przy upraw ie ziemniaka przez przepisy ochrony roślin. Silne wystąpienie m ąt wika ziemniaczanego było głównym powodem okresowego przerw ania upraw y ziemniaków. Bardzo duże w ahania są w plonach poszczególnych lat i podobnie jak u żyta — największe na kom binacjach z niepełnym nawożeniem. Ziemniaki w kom binacji NK pobrały prawie tyle fosforu, co żyto na analogicznej kombinacji. Na poletkach nie nawożonych lub naw ożonych jednostronnie azotem bądź azotem i potasem znaleziono, po dobnie jak u żyta, najm niejsze zaw artości fosforu w glebie. W ystępujące różnice w ilości fosforu w glebie i w plonach roślin pokryw ają się z su m aryczną ilością fosforu znalezionego na poletkach bez nawożenia. Je d y nie na poletkach nawożonych siarczanem am onow ym obserw ujem y pe w ien brak fosforu w w arstw ie akum ulacyjnej gleby.
W glebie nawożonej superfosfatem lub obornikiem zaznacza się nieco wyższa zaw artość fosforu niż w analogicznych kom binacjach pod żytem . Podobnie jak u żyta, w w arstw ie ornej gleby nie można odnaleźć w ięk szych ilości fosforu wniesionego w nawozie. B rak u jące ilości fosforu od najdujem y częściowo w głębszych w arstw ach gleby (do 60 cm). Na polet kach naw ożonych obornikiem w arstw a zalegająca na głębokości 40 - 60 cm zaw iera nieco więcej fosforu niż pozostałe kombinacje, lecz mniej niż analogiczny poziom pod żytem . Ilości fosforu, które zostały zatrzym ane w w arstw ie akum ulacyjnej, osiągają na poszczególnych kom binacjach określony i w yraźnie ustalony pułap, k tóry na żadnej kombinacji za
rów no u żyta, jak i u ziemniaków, nie przekracza 2 1% w stosunku do
438 J. Szczurek
wozowy powyżej wymienionej granicy, który nie został pobrany przez ziemniaki lub żyto, opuścił w arstw ę orną gleby.
B a d a n i a m o d e l o w e n a d w y m y w a n i e m f o s f o r u
z r ó ż n y c h g l e b . Celem tych badań było sprawdzenie, w jakim
stopniu można w ym yć fosfor z różnych poziomów gleb lekkich i zwięz łych oraz w jakiej form ie przemieszcza się fosfor w badanych glebach (tab. 3 i 4). Badania te stanow ią w łasne rozpoznanie procesów, które m o gą zachodzić również w w arunkach polowych. Elucję fosforu z gleby pro wadzono w kolum nach szklanych z m ożliwością regulacji szybkości spły
wu. Kolumnę napełniano 50 lub 10 0 g gleby i zalewano porcjam i wody
destylowanej lub redestylow anej w ilości odpowiadającej ciężarowi gleby (ok. 50 m m słup wody na 50 g suchej m asy gleby). P o kilkakrotnym przesączeniu przez gęste sączki bezpopielne lub po odwirowaniu w elua- cie oznaczono um ownie przyjęte dw ie frakcje fosforu glebowego:
— fosforany łatw o rozpuszczalne oraz uwalniane do roztw oru w cza
sie przeprowadzania analizy w kw aśnym (ln H2S 0 4) środowisku redu
kującym ,
— fosfor silnie związany z substancją organiczną gleby i koloidami przechodzącym i do przesączu w równoległej próbce, po spaleniu eluatu na mokro lub sucho.
Należy zaznaczyć, że roztw ory opalizowały mim o kilkakrotnego prze sączania lub w irowania. W eluacie oznaczano również kwasy huminowe (m etodą Edena) oraz pH.
Dla gleb zw ięzłych podano wyniki dla trzech kolejnych elucji fosforu. Mimo bardzo niewielkiej liczby oznaczeń w ykonanych na glebach zwięz łych można uw ażać, że elucja fosforu w w arunkach doświadczeń m ode low ych zachodzi we w szystkich rodzajach gleb. Znaczna ilość fosforu eluowanego wodą z gleb w ystępuje w związkach organicznych i koloi dach. Z większości gleb eluowany jest fosfor silnie związany w połącze niach organicznych i koloidach, natom iast w eluacie pochodzącym z czar nej ziemi w ystępuje kilkakrotnie większa ilość fosforanów luźno zw ią zanych (w ystępujących w form ie jonów). Z gleb lekkich, do których w górnej w arstw ie kolumny dodano superfosfat w ilości odpowiadającej
1 mg P205 na 100 g gleby, eluowano wodą znaczną ilość fosforu w nie
sionego w nawozie. Na niektórych glebach piaskowych w przypadku sto sow ania większych ilości wody fosfor superfosfatu w ym yw ał się prawie w 100%. W eluacie znajdowano znaczne ilości wapnia i siarczanów , co wskazuje, że fosfor superfosfatu m oże przem ieszczać się w form ie nie zmienionej w glebie. Ilości fosforanów eluow anych wodą są bardzo różne i na ogół niezależne od zaw artości fosforu w glebie. Istnieje natom iast zależność m iędzy ilością tzw. kwasów hum inow ych i koloidów przecho
dzących do roztw oru a ilością eluowanego fosforu. Zależność ta jest szcze- golnie w yraźna na glebie z Dylewa (tab. 4). Z w arstw y próchnicznej z gleby z D ylew a (tab. 4 poz. 3) eluowano tak ą sam ą ilością wody ok.
7 razy więcej fosforu niż z poziomu głębszego o znikomej ilości kwasów
hum inowych, przy takiej sam ej ilości fosforu ogółem (tab. 4 poz. 4).
T a b e l a 5
I l o ś c i fo sfo ru eluowane wodą redestylowaną o pH 5 ,4 z gleby pod monokulturę ży ta
stosunek wody do £leby l:l,w / u g nu Ю0 5 s.m. jle b y
Phosphorus amounts elu ated with r e d i s t i l l e d water w ith pH 5»4 fro:?, s o i l under rye monoculture
at w a te r -s o ii r a t io l î l . i n ^ c of P20^ ? e r ь o f s o i l d.m.
Kombinacje
Po0 q mineralny i uwolniony *" p przez ln H-jSO^
Po0,- m ineral and s e t fr e e *" ^ under IN e f f e c t P2 0j- o r ^ iie z n y oraz zawarty w koloidach p£0j- organie and contained in c o llo id s ”7 i:. r. / v.asy huminowe / IGO e h'leby metodą 2dena/ Hunie acid s j/100 ь of s o i l a f t e r bden/ Treatm ents poziomy - СП h orizons - СП 0 - 2 0 2C-40 -►0-60 0 - 2 0 20-40 ^0—60 c -:.c : Jо -fi о 40-60 0 25 10 10 55 50 2:î ■о, 0 2 , С i о :;ai;o. 20 10 10 60 40 20 6 ,5 1,0 0,8 /ińk4/2so^ 25 10 10 70 50 50 5 ,2 0,6 0 ,4 i;k 20 10 5 65 50 20 ^,8 1,0 1,0 NP 50 10 10 150 180 S5 4,d 0,6 0,8 PK 40 10 10 170 160 60 0,1 1 ,0 0,8 NPK 40 10 10 150 90 50 5 ,6 1 , 6 1 . 2 CaKPK 45 15 15 95 60 50 4 ,0 1 , 4 0,8 Obornik Farmyard 50 10 10 550 340 150 в , 6 ^ ? 2 ,5 manure
Podobne zależności zachodzą na pozostałych glebach. Stosunki te u trzy m ują się w e wszystkich porcjach przesączu, przy czym z w arstw y aku m ulacyjnej eluowane są większe ilości fosforu. Z kolum ny napełnionej większą ilością gleby eluowano stosunkowo więcej fosforu, co może w skazyw ać n a stopniowe rozpuszczanie się substancji organicznej i ko loidów zaw ierających fosfor. Wodą, której pH podniesiono amoniakiem z 5,4 do 6,5, eluowano około dw ukrotnie więcej fosforu, związków orga nicznych i koloidów niż p rzy niższym pH. Gleby silniej przesuszone od daw ały więcej fosforu do eluatu niż przechow yw ane w stanie wilgot nym . Absolutne ilości eluow anych związków fosforow ych z badanych gleb ulegają dużym wahaniom w zależności od podanych czynników, przy czym główną rolę w ydaje się odgryw ać zasobność gleb w rozpuszczalne organiczne i nieorganiczne połączenia fosforu.
W raz z fosforem przem ieszcza się określona ilość substancji organicz
nej i koloidów. Na 1 mg barw nej substancji organicznej (w raz z koloi
dami) eluowanej wodą przypada w badanych glebach ok. 20 do 20 0 m i-
I l o ś c i fo sfo ru eluowane z gleby wodą reaestylow aną o pH 5 ,4 w stosunku 1 :1 ,v; /ori P2°5 ria 10<^ G s,m* С1°^У
Phosphorus amounts elu ated with r e d i s t i l l e d water with pH 5 .4 from s o i l , a t w a te r-s o il r a t io 1 : 1 , in /am of per 100 G o f S0A1
T a b e l a 4 Miejsccwosć L o c a lity Poziom Horizon cm Części sp ła— wialne Clayey p a r t i- * c le s < 0 , 0 2 mm % p2°5 ogółem mg/LOO g gleby T o tal p2o5 in mg per 100 £ of s o i l I p o rc ja elu atu 1 s t e lu a tio n p o rtion I I p o rc ja elu atu U nd e lu a tio n p o rtio n I I I p o rc ja elu atu I l l r d e lu a tio n p o rtio n Ф 3 33 o rHФ «H o wPł К Рч 5f 1 o n rH co o cvjp ido Ï Д 4) C p pl W P o Й Ф ■H Д rr) ш <н Й P 3 ca d ф f-I -p d rH Cj rH rH if(0 0 CO <u o Й i-l Й CO O O 0) Fl CM Д Й OK •H tl .и Й a 0 <h s г“э H LOß IPvO) О О О Ф СМИ OJ и Pi Р4«И A I rt ci -P N Я лЗ О и О ° л о -d w
J
t r i f l 'd g -d о -н « -Н o о О О гЧ •г| <—1 -rj Г-Н Ц о ri о cd ,4 aj о I-D ЬЭ й £ й Ö O OH ITN-^ l/Yd О ПО 0 CM со СМЙ Р< £Р< -H 1.Й ьо о о о -Н о'>> \ -H cd Рч С \ ü фф Ц) Ф PiTj tT ii w w io ф q й »: Cd ф O 'Ó --P □ ф -h \ 3 0 0 Я \ cd rH •H o o CO ,0 -H w £-Ч§<н W ŁOM o o 'J «J rf rH 7i o rH O <Ho w л ns(-4 1 О Й Г-) CO O OJP-d Ф ? К fl) d -P p: w p o С <D •H rH -Ü Ф <H C] P *H ;>эр| d cd o) £ p pl rH rt rHr-l w d crf o o ЙН Й co О Ф 0) Й (M с: й о к i r - ä ä *H 1Г\С 1ЛЛ) О О О Ф C\J-H OJfH P< ri Рч<н cd i N 0} 3 1 Й О О О tJ w ^ а с: £ чЗ СО -н N -Н О О О О гН У o ç] О Я л га о ьо и и ^ f-t ci о о -н г*5 илр i rs’Xi О Й о оCVJ « J СМ Д рн а P^ -н ьо w о о О гН о \ \ .-ł ci FH Й \ Й Ф о ц)ф Pi'ci ri 'd го м и , ф ы ;-i rt о о 'd » р с; о w гм •Н Р 'Ö га fi Ф -н \ P FH q ,d\ ni r-i H f>>r->o о CO •<-) «1 cd Ф s РЧ W tOK о о 3 d lâ r^zi о rHФ fH о W Pi UJ Pi ■3-1 О Й H СО о (М-Р 't)Ф D Щ Ф d -p Pl ИЗО Д Ф ■H H T) G) <H . jj -p 'h ^ ri со cd ф Г! 4J pi h я) h H cf CD Pl 03 ф О M rH и СО 1) ф ф Q CM Й ЙОК ■dм -a a gî*ï rH илй 1ЛФ о О О Ф OJ-Н (М Й Рч f 4 Рн «н W cîs a « (Ü о й о о ,С ü tJ w >soj й xi Д Ti ro -H « -H o О О O rH •H rH -rj rH g o g o cd о ÎJO fiO Й e: u g ° ^ ° UN-» Lfvd О fjO Ф (Mcd cm g Йн s P4 -H ьо uo о о S \ g о фьр Ф Р|Х> B'd w W ЬО Ф Ö Й S cd ф o-d »-P g o w CH •h 4-> -d ro § Ф 3 0 0cd h •H î>>F^o o W fi -H w cd ф 0 £ rH 3 <H M fcDM o Boby, pow. Pułtuskg lin a lekka Boby, Pułtusk county lig h t loam
0-20 23 53 6 ,2 100 220 6 ,4 6 ,1 20 110 1 ,4 6 ,3 20 70 1 .2
Boby, pow, Pułtusk g lin a ciężk a Boby, Fu łtu sk county heavy loam
25-35 46 37 6 ,2 70 90 5 ,6 6 ,1 ślad
tr a c e 75 1 ,6 6 ,5 ślad * tr a c e 35 1 ,0
Dylewo, pow. O strołęka i ł p y lasty
Dylewo, O strołęka country s i l t y clay
0-20 78 6 ,9 45 265 6 ,4 6 ,7 ślad
tr a c e 65 1 ,2 7 ,1 śla dtr a c e 60 0 ,6
Dylewo, pow. O strołęka i ł
Dylewo,O strołęka county c la y
50-60 58 70 6 ,9 ślad
tr a c e 40 1 ,6 6 ,8 śladtr a c e 18 0 ,1 6 ,7 śla dtr a c e 20 0 ,1
Ilieporęt,pow.Iłowy Dwór g lin a śred n ia mada N ieporęt, Nov:y Dwór county - medium loam a l lu v ia l s o i l
5-10 39 93 6 ,4 80 240 7 ,2 6 ,3 ślad
tr a c e 80 1 ,2 6 ,9 śladtr a c e 80 1 .2
Pułtusk - czarna z ie mia, g lin a śred n ia P u łtu sk, b lack earth medium loam
25-40 37 127 6 ,8 600 150 1 0 ,0 6 ,3 500 120 1 ,8 6 ,8 550 50 l , ^
* śla d - p on iżej 3 mikrogramów P20^/100 g gleby
Trace - below 3 /.xg per 10ü G of s o i l
44 0 J. S z cz u re k
W głębiej położonych poziomach przeważa fosfor związany w koloi dach, a w glebie ilastej z Dylewa o największej ilości części spław ialnych w ystępuje prawie cały fosfor eluow any wodą w związkach koloidalnych (analiza koloidów wykazała obecność dość znacznych ilości węgla). M ię dzy łączną ilością eluowanego fosforu organicznego i zaw artego w koloi dach przechodzących do roztw oru a ilością tzw. kwasów huminowych zachodzi istotny związek, czego dowodem jest współczynnik korelacji rów ny 0,65 przy poziomie ufności P — 0,95 i P = 0,99. Z wyliczonego współczynnika regresji b — 24 wynika, że elucja 1 mg kwasów humino
w ych w granicach 0 ,1 - 10 ,0 mg kwasów hum inowych na 10 0 g gleby
pociąga za sobą przejście do eluatu przeciętnie 24 m ikrogram ów P20 5.
Dowodzi to, że n a eluowaną barw ną substancję organiczną (w raz z ko
loidami) w badanych glebach przypada średnio 2,4% P20 5. Czysty p re
p arat tzw. kwasów hum inowych zaw ierał tylko 0,35% P205 i nie w yka
zywał zdolności sorpcyjnych w stosunku do jonów fosforanow ych. P o nieważ preparat ten był praw ie całkowicie pozbawiony koloidów i łatw o rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych, można przyjąć, że znaczna ilość fosforu przemieszczanego w badanych glebach związana jest z m igrującym i koloidami glebowymi. Z czarnej ziemi zaw ierającej w ięk szą ilość substancji organicznej przeważa elucja fosforanów w formie m ineralnej, co potwierdza poważną rolę tych związków w fosforow ym odżywianiu się roślin. W przypadku użycia wody doprowadzonej am o niakiem do pH 6,5 eluowano większe ilości fosforu i substancji organicz nej niż wodą redestylow aną o pH 5,4. Można w ięc przypuszczać, że w przypadku stosow ania na glebach lżejszych azotu w postaci wody amoniakalnej, nastąpi w zrost ruchliw ości fosforu i związków organicz nych w glebie.
W P Ł Y W W IELO LETN IEG O N AW O ŻENIA I U PR A W NA ZAW ARTOŚĆ ROŻNYCH FORM FO SFO R U W P R O FIL U G L E B Y
A by ustalić, w jakiej form ie gromadzi się fosfor w glebie, oraz z ja kiej form y korzystały rośliny pozbawione nawozów fosforow ych od 44 lat, stosowano frakcjonow aną metodę C h a n g a i J a c k s o n a [7 ,8 ]. W pro filu gleby pod m onokulturą żyta i ziemniaków oznaczono fosfor luźno związany, fosforany glinu nie okludowane, nie okludowane fosforany żelaza, fosforany wapnia, fosforany żelaza okludowane, okludowane fos forany glinu oraz okludowane fosforany glinowo-żelazowe. Fosfor zwią zany w związkach organicznych nie był oznaczany bezpośrednio, lecz wyliczono go z różnicy m iędzy ogólną zaw artością tego pierw iastka w glebie a sum ą fosforanów oznaczonych m etodą Changa i Jacksona.
F r a k c j e f o s f o r o w e w g l e b i e p o d m o n o k u l t u r ą ż y t a . Fosforany luźno zwic::ane ze stałą fazą gleby, najłatw iej dostępne
Zawartość f r a k c ji fo sfo ru w g le b ie pod monokulturę żyta w mg P^O^/lOO g s.m. gleby
Phosphorus fr a c t io n content in c o i l under rye monoculture in mg o f ^2^5 Pe r 100 g o f s o i l d.m.
T a b e l a 5
Fosforany Fosforany Fosforany Fosforany Fosforany Fosforany
luźno glin u żelaza Fosforany żelaza glin u glinowo-żelazowe F o sfo r
związane nie okludowane n ie okludowane wapnia okludowane okludowane okludowane organiczny
Loosely Non-occluded Non-occluded Calcium Occluded Occluded Occluded Organic
bounded aluminium iro n phosphates iro n aluminium a lu m in o -ferric phosphorus
Kombinacje phosphates phosphates phosphates phosphates phosphates phosphates
Treatments poziomy - horizons cm 0 C\J 0 0vO 0OJ 0 ОV.Ü 0OJ 0 t v£>0 0CO ?
s
0OJ 1S
CO0 0 8 0CO 0 0vO 0CO 0VD 0 0CVJ i 0 CO0i
Ó 0CO О 0 ОOJ Ś Ó COè
0OJi
d 0COi
0 (M s 0 0, 5 0 , 4 0,3 3, 9 2, 0 2,9 4 , 4 2, 2 2, 3 4 , 5 4, 0 7 , 6 9, 8 10, 8 12,5 2 , 1 1, 9 2, 0 0, 5 0 , 4 0,8 9, 3 5, 3 2 , 6 NaU03 0, 7 0 , 4 0,3 5, 0 1, 9 2,8 4 , 4 1, 9 2, 8 4 , 0 4 , 4 8, 2 10, 6 10, 4 1 1 ,3 2 , 4 2, 1 1, 5 0, 5 0 , 4 0,8 5, 4 4 , 5 3, 3 0 , 4 0 , 4 0,3 5, 7 3 , 1 3,3 4 , 4 2 , 0 2, 5 3 , 6 4, 2 9, 2 10, 4 8 , 4 12,5 1, 9 1, 9 1, 6 0 , 4 0, 3 0,9 7 , 2 4, 7 3,8 Ж 0 ,6 0, 4 0,3 3, 4 2, 0 2,1 4, 7 1, 6 3 , 0 4 , 9 4, 8 9, 5 8, 8 10, 8 1 1 ,5 2 ,2 2 ,0 1, 6 0, 5 0 ,4 0,8 5, 9 4, 2 2,2 HP 1 ,2 0, 4 0,3 10,3 3, 3 3,0 5, 5 2 ,0 3, 2 4 , 9 3 , 9 1 0 ,1 1 0 ,0 9, 8 11 ,3 2 ,1 2 , 4 1 ,6 0, 5 0 , 4 0,9 17, 5 3 , 8 2,6 PK 1 ,1 0, 4 0,3 1 1 ,1 3, 7 3,6 5, 7 1, 7 2 ,0 4,9 5 , 4 8, 4 1 0 ,8 8 , 4 10,2 2 ,2 1 , 4 1 ,8 0, 4 0, 7 0,7 1 7 ,8 7, 3 4,0 NPK 1 .6 0 , 4 0,3 1 0 ,8 4, 3 3,9 6 , 4 2 ,1 4 , 1 5, 5 5, 2 8, 5 7 , 8 9 , 0 12,5 2, 7 1 , 4 1 ,8 0 , 4 0 ,6 0,9 16, 8 7, 0 3 ,0 CaNPK 4 , 7 0 ,6 0,4 8 ,1 4 , 4 3,2 3 , 4 1, 9 3, 6 6 ,2 5, 9 9, 8 1 0 ,6 8 , 4 1 0 ,2 2 ,1 1 ,2 2 ,0 0, 3 0, 5 0,9 1 2 ,6 4 , 9 2,8 Obornik Farmyard manure 1 ,6 0, 9 0,6 8, 7 4, 7 3,2 6, 4 3, 2 3, 7 4, 9 4, 3 9, 6 1 0 ,0 8 , 4 9. 7 1, 9 1, 9 2 ,1 0 ,6 0, 3 0,8 22, 9 9, 3 14, 3 Odłóg Fallow 0, 3 0, 3 0,1 6 ,1 4, 9 3 , 1 4 , 4 3, 5 2 ,6 4 , 6 4,5 5, 3 1 0 ,6 8 ,6 1 0 ,1 1 ,2 0 ,8 1 ,1 1 ,2 0, 7 0,9 19, 6 5, 7 5 , 8 L.S.D 0,05 0 ,2 0,1 0,1 0 ,8 2 ,1 0,3 0 ,2 0, 3 0, 3 0 , 4 0,3 0, 3 0,5 0, 7 0 ,6 0, 5 0 ,2 0 ,2 0,1 0,1 0 ,1 0, 3 0, 3 0, 3źródło fosforu dla roślin, reprezentow ane są w najw iększych ilościach na kombinacji GaNPK, w której stanow ią ok. 10% ogólnej zaw artości fosforu w glebie. Pozostałe kombinacje nawożone fosforem zaw ierają 3 - 4 razy mniej tych związków, a poletka pozbawione tego składnika 7 - 1 2 razy mniej niż kombinacja C aN PK (tab. 5).
P rzy w yrów nanych ilościach luźno zw iązanych fosforanów w w ar stw ie 20 - 40 cm i w yraźnie niższej zaw artości niż w poziomie akum u lacyjnym obserwujem y nieco większe ilości tych związków w kombina cji nawożonej C aN PK i obornikiem.
W arstw a 40 - 60 cm w ykazuje bardzo w yrów naną zaw artość luźno zwią zanych fosforanów i tylko nieznacznie m niejszą niż w arstw a na głębo
kości 20 - 40 cm. Najmniej luźno zw iązanych fosforanów znajdujem y
w prof ilu gleby na odłogu.
F o s f o r a n y g l i n u . Bardzo zróżnicow aną pod względem ilościo w ym jest frakcja nie okludowanych fosforanów glinu. Związków tych jest kilka do kilkunastu razy więcej niż luźno związanego fosforu. W w ar
stw ie ornej nie okludowane fosforany glinu stanow ią od 10 do 20% P205
ogółem. U derzające jest to, że kom binacje, które w ykazują największy przyrost lub ubytek fosforu ogółem, m ają skrajne ilości nie okludowa nych fosforanów glinu (PK i NK, tab. 5). W kom binacjach pozbawionych nawożenia fosforowego znajdujem y najm niej nie okludowanych fosfo ranów glinu. Można sądzić, że żyto korzystało z fosforu zaw artego w tych związkach. W kombinacji NK w porównaniu do odłogu w ystąpił spadek zaw artości nie okludowanych fosforanów glinu o 44%. W innych kom binacjach pozbawionych nawozów fosforow ych spadek zaw artości tych związków w aha się w granicach 7 - 33%. Na poletkach naw ożonych fos foranem w ystąpił natom iast w zrost zaw artości tej frakcji w glebie. P rz y rosty te są znaczne i dochodzą do ok. 80% w stosunku do ilości fosforu zatrzym anego w w arstw ie akum ulacyjnej gleby. Je s t rzeczą zrozum iałą, że zmiana w arunków środowiska pod wpływ em zabiegów agrotechnicz nych prowadzi do ustalenia dynam icznej równowagi między poszczegól nym i frakcjam i fosforow ym i w glebie. W przem ianach ty ch może brać udział zarówno fosfor nawozow y jak i glebowy. Nie sposób jednak od dzielić od siebie tych dwóch źródeł fosforu i z tego względu podane w y liczenia są przybliżone.
Na poletkach naw ożonych obornikiem lub w apnow anych gromadzi się mniej nie okludowanych fosforanów glinu niż na pozostałych kom bina cjach naw ożonych superfosfatem . Zastanaw iająca jest większa zaw artość
tych związków w kom binacjach nawożonych wyłącznie azotem (N aN 03
i .{NH4)2S04) niż na poletkach nie naw ożonych (0). W ydaje się, że jest to spowodowane szybszym uw alnianiem się fosforu ze związków org a nicznych w obecności azotu. W glebie nawożonej jedynie azotem
znale-444 J. Szczurek
ziono bowiem mniej fosforu organicznego niż na poletkach nie naw ożo nych. Z przytoczonych danych w ynika, że nie okludowane fosforany glinu należą do grupy bardzo nietrw ałych m ineralnych związków fos forowych. W poziomie 20 - 40 cm następuje spadek zaw artości nie oklu- dow anych fosforanów glinu, przy czym gleba na kom binacjach naw ożo nych fosforem jest zasobniejsza w te związki.
W arstw a gleby leżąca na głębokości 40 - 60 cm w porównaniu do gleby w arstw y 20 - 40 cm jest bogatsza we wspomniane połączenia na kombinacjach pozbawionych fosforu. N atom iast poletka nawożone tym składnikiem zaw ierają nieco więcej nie okludowanych fosforanów glinu w w arstw ie 20 - 40 cm. B yć może, ujaw nia się w tych w arstw ach pewien wpływ nawożenia na m igrację i powstawanie nie okludowanych fosfo ranów glinu.
Na odłogu w raz z głębokością m aleje zaw artość nie okludowanych fosforanów glinu, podobnie jak na kom binacjach nawożonych fosforem . Jednakże w odróżnieniu od w spom nianych kombinacji najw yższa zaw ar tość nie okludowanych fosforanów glinu na odłogu znajduje się na głę
bokości 20 - 40 cm. Może to świadczyć o stopniow ym uwalnianiu się
fosforu z fosforanów glinu w e w szystkich kom binacjach nawozowych i częściowym pobraniu tego składnika przez żyto. Można również przy
puszczać, że fosfor z tych kombinacji przechodzi z poziomu 20 - 4 0 cm
do głębszych w arstw gleby.
F o s f o r a n y ż e l a z a . Zaw artość nie okludowanych fosforanów
żelaza ulega znacznie m niejszym wahaniom niż fosforanów glinu. Mimo to w ahania dochodzą do 188% P205 (N PK i CaN PK). W w arstw ie akum u lacyjnej znajdujem y tych związków najm niej na poletkach w apnow a nych. Najwięcej nie okludowanych fosforanów żelaza w ystępuje w kom binacji N PK oraz na poletkach naw ożonych obornikiem. W porównaniu do nie okludowanych fosforanów glinu, nie okludowane fosforany żelaza, z w yjątkiem kombinacji w apnowanej, nie podlegały w iększym zmianom i stanow iły trudniej rozpuszczalne źródło fosforu dla roślin. Na poletkach nawożonych fosforem w ystępuje lekki przyrost zaw artości tych związ ków w glebie. P rzy ro st ten jest znacznie słabszy niż nie okludowanych fosforanów glinu i nie przekracza 45% w stosunku do kombinacji nie naw ożonych fosforem.
W arstw a 20 - 40 cm zaw iera 2 - 3 razy mniej nie okludowanych fos
foranów żelaza niż poziom akum ulacyjny, a różnice m iędzy poszczegól nym i kom binacjami są niewielkie. Największą zaw artość nie okludowa nych fosforanów żelaza znajdujem y w glebie na odłogu oraz w kombina
cji nawożonej obornikiem. W arstw a na głębokości 20 - 40 cm na odłogu
w yróżnia się zarówno pod względem zaw artości nie okludowanych fos foranów glinu jak i żelaza. Może to w skazywać na istotne zmiany, jakie
zachodzą w g'lebie uprawnej z jednej strony i pozostającego pod w pły w em n atu raln ych czynników środowiska odłogu z drugiej strony.
W w arstw ie 40 - 60 cm spotykam y na ogół większe zaw artości nie okludowanych fosforanów żelaza, jednak znacznie m niejsze niż w pozio mie akum ulacyjnym . Różnice między poszczególnymi kombinacjami są nieduże, przy czym , analogicznie jak w w arstw ie ornej, największe ilości tych związków znajdują się na kom binacjach z N PK i obornikiem. W ięk sza zaw artość nie okludowanych fosforanów żelaza zbiega się z najw ięk szym nagrom adzeniem fosforu nawozowego w w arstw ie 40 - 60 cm wspom nianych kombinacji (tab. 5). W ydaje się, że oprócz odczynu gleby również zaw artość substancji organicznej odgrywa pewną rolę w procesie pow staw ania i gromadzenia się tych związków w glebie.
F o s f o r a n y w a p n i a . Ogólna zaw artość fosforanów wapnia w w arstw ie akum ulacyjnej jest tego samegO’ rzędu co nie okludowanych fosforanów żelaza. Fosforany wapnia w ykazują znaczną odporność na zm iany czynników naw ozow ych i jedynie przy bardzo silnym zakwasze
niu ( (NH4)2S 0 4, pH^ci 3,9) obserw ujem y pewien spadek tych związków
w w arstw ie ornej gleby. Największą ilość fosforanów wTapnia znajduje m y na poletkach CaN PK , nieco mniej na N PK . O ile na kom binacji w ap nowanej w ystępuje um iarkow any w zrost nie okludowanych fosforanów glinu oraz spadek zaw artości nie okludowanych fosforanów żelaza, o tyle na poletkach z N PK stw ierdzam y system atyczny, jakkolwiek niejedna kowy, w zrost zaw artości w szystkich om aw ianych form związków fosfo row ych (Al, Fe, Cu) w w arstw ie ornej gleby. W ydaje się, że odnajdu jem y tu jedną z głów nych przyczyn uzasadniającą największe nagrom a dzenie się fosforu w profilu gleby na kombinacji N PK .
Zaw artość fosforanów wapnia w poziomie 20 - 40 cm jest tylko nie znacznie m niejsza niż w w arstw ie próchniczne j, a w niektórych przy padkach naw et nieco wyższa. Ponieważ podobną ilość znajdujem y na odłogu, wskazuje to, że związki te utrzym u ją się w glebie od chwili zało żenia doświadczenia (44 lata) praw ie bez zm ian i są bardzo odporne na działanie zm iennych czynników środowiska (uprawa i nawożenie).
Zupełnie inny obraz przedstaw ia w arstw a 40 - 60 cm, k tóra w po
rów naniu do wyżej położonych poziomów w ykazuje 2- do 2,5-k rotn y
w zrost zaw artości fosforanów wapnia. N ajwięcej było ich na kombina cji N P, w glebie wapnowanej i na poletkach naw ożonych obornikiem, najm niej — na odłogu i n a poletkach nie nawożonych. W glebie na od łogu w arstw a leżąca na głębokości 40 - 60 cm jest tylko nieznacznie za sobniejsza w fosforany wapnia niż w arstw a wyżej położona (tab. 5).
O k l u d o w a n e f o s f o r a n y ż e l a z a . W poziomie akum ulacyj nym ta form a związków fosforow ych stanowi 17 - 32% fosforu ogółem. Z aw artość fosforanów rozpuszczalnych w środowisku redukującym jest
446 J. Szczurek
w yrów nana w poszczególnych kom binacjach nawozowych jak w pozio m ach gleby. Zaznacza się pewna tendencja do spadku zaw artości tych form fosforu w w arstw ie 20 - 40 cm i lekki w zrost w w arstw ie na głę bokości 40 - 60 cm. W ynika stąd, że okludowane fosforany żelaza odzna czają się znaczną odpornością na wpływ czynników zew nętrznych i s ta nowią trudno rozpuszczalne źródło fosforu dla roślin.
O k l u d o w a n e f o s f o r a n y g l i n u . Związki te w ystępują w bardzo m ałych ilościach i w w arstw ie ornej stanow ią 3 - 7 % fosforu ogó łem. Najm niejszą zaw artość okludowanych fosforanów glinu spotykam y w całym profilu gleby na odłogu. Z badanych kombinacji nawozowych najm niejsza ilość tych związków zaw arta jest w glebie nawożonej siar
czanem amonu i na oborniku. W yrów nana zaw artość tych związków w całym profilu glebowym świadczy o dużej odporności okludowanych fos foranów glinu na działanie czynników zew nętrznych.
O k l u d o w a n e f o s f o r a n y g l i n o w o - ż e l a z o w e . W w ar stw ie akum ulacyjnej i 2 0 - 4 0 cm w ystępują one w znikom ych ilościach. W arstw a leżąca na głębokości 40 - 60 cm jest zasobniejsza w te związki
i w ty m jednak przypadku jest ich ok. 2 razy mniej niż okludowanych
fosforanów glinu. W profilu gleby na odłogu spotykam y jednakowe ilości zarówno okludowanych fosforanów glinu, jak i okludowanych fosfoi*a- nów glinowo-żelazowych.
F o s f o r o r g a n i c z n y . Bardzo poważną pod względem ilościo w ym grupę stanow ią związki fosforu organicznego. W w arstw ie ornej pod żytem znajdujem y je w ilości od 16% na kombinacji otrzym ującej w yłącznie saletrę sodową, do 40% w stosunku do fosforu ogółem na po letkach naw ożonych obornikiem. Grupa ta, jak żadna inna z dotychczas om aw ianych, w ystępuje w badanej glebie w bardzo zm iennych ilościach, a ogólna zaw artość fosforu organicznego w w arstw ie akum ulacyjnej w aha się od 5,4 do 22,9 mg P205 n a 100 g gleby. Fosfor organiczny jest n aj bardziej dynam iczną form ą fosforu glebowego.
W porównaniu do poletek nie nawożonych nawożenie saletrą spo wodowało w w arstw ie ornej praw ie dw ukrotny spadek zaw artości orga nicznych połączeń fosforu glebowego (tab. 5). Bardzo m ałe ilości fosforu organicznego znajdujem y na poletkach otrzym ujących nawożenie azoto- wo-potasow e. W glebie bardzo silnie zakwaszonej (pHkci 3,9), nawożonej siarczanem amonu, utrzym u je się nieco więcej tych związków. W skazuje
to na szybsze uwalnianie i pobieranie fosforu organicznego w obecności nawozów azotowych i potwierdza znany fakt lepszego w ykorzystania fosforu glebowego w przypadku stosowania nawozów azotow ych i pota sowych. Podobnie działa wapnowanie, gdyż na kombinacji C aN PK znaj dujem y m niejszą zaw artość fosforu organicznego niż w glebie nawożo nej N PK . Ja k można się było spodziewać, najw ięcej organicznych połą
czeń fosforu w ystępuje n a poletkach otrzym ujących obornik. W kombi nacji na oborniku notujem y pewien przyrost fosforu organicznego w gle bie. Na pozostałych kom binacjach jest w yraźnie mniej tych związków niż w glebie na odłogu. P rzyrost zaw artości fosforu organicznego w w ar stw ie próchnicznej gleby nawożonej obornikiem jest bardzo niewielki i w ynosi w stosunku do odłogu zaledwie ok. 5% fosforu obornika w nie sionego do gleby w ciągu 44 lat. W stosunku do kombinacji nawożonych fosforem , z w yjątkiem CaN PK , udział obornika we wzroście zaw artości
organicznych połączeń fosforu w glebie waha się w granicach ok. 8- 1 0%.
Na tej podstawie można sądzić, że głównym źródłem organicznych po łączeń fosforu w glebie są resztki pożniwne roślin. We w szystkich kom binacjach pozbawionych nawożenia fosforowego w ystąpił silny spadek zaw artości organicznych związków fosforowych w glebie, w szczegól ności w obecności azotu. W porównaniu do gleby na odłogu ok. 2/3 fos foru pobranego przez żyto rosnące na kom binacjach nie nawożonych tym składnikiem przypada na fosfor organiczny. Z w yjątkiem wspomnianej kombinacji z obornikiem w pozostałych kom binacjach nawożonych super- fosfatem w stosunku do odłogu ubyło z wierzchniej w arstw y gleby 9 - 36% organicznych związków fosforu. Część uwolnionego z tych związ ków fosforu pobrały rośliny, część pozostała ponownie jako resztki po żniwne w glebie, reszta uległa m ineralizacji lub przemieszczeniu do głęb szych w arstw (tab. 5). W kom binacjach pozbawionych fosforu w stosunku do odłogu obserw ujem y spadek zaw artości fosforu organicznego w glebie w granicach 52 - 72%. Można przyjąć, że fosfor nawozowy zapobiega obni żaniu się zaw artości łatwo dostępnych dla roślin frakcji fosforowych, w szczególności zaś organicznych połączeń fosforu w glebie. W ystępuje to bardzo w yraźnie przy porównaniu plonów suchej m asy roślin kombinacji pozbawionych nawożenia fosforowego z poletkami P K (tab. 1). W kombi nacji nawożonej obornikiem w ykazany przyrost fosforu przypada w du żym stopniu (ok. 45%) na fosfor organiczny.
W arstw a 20 - 40 cm w stosunku do w arstw y ornej zaw iera ok. 2 - 5 r a zy mniej fosforow ych związków organicznych. Największe ilości, prze w yższające zaw artość ty ch związków w glebie odłogów, w ystępują w kombinacji nawożonej obornikiem, P K i N PK . U derzająco w ysoka jest zaw artość fosforu organicznego w w arstw ie 60 cm na poletkach otrzy m ujących obornik. W w arstw ie tej na kom binacji nawożonej obornikiem znajdujem y więcej fosforu organicznego niż w w arstw ie 20 - 40 cm. W stosunku do pozostałych kombinacji na poletkach nawożonych obor nikiem w ystępuje ok. 3 - 7 razy więcej fosforu organicznego, a jego udział w ogólnej ilości fosforanów w glebie dorównuje lub jest w yższy niż u po zostałych kombinacji w w arstw ie próchnicznej. Oznacza to, że prze mieszczaniu ulegają w dużej m ierze organiczne związki fosforu. Można
448 J. Szczurek
sądzić, że jest to obok m ineralizacji główna przyczyna um iarkowanego wzrostu zaw artości nie tylko fosforu organicznego, ale również .sub stancji organicznej w w arstw ie ornej gleby nawożonej obornikiem.
Związki organiczne fosforu w głębiej położonych w arstw ach profilu gleby m ogą przechodzić częściowo w fosforany wapnia. Na poszczegól nych kom binacjach znajdujem y niewielkie ilości fosforu organicznego w w arstw ie 40 - 60 cm. Stąd wniosek, że fosfor organiczny obornika jest szybciej przem ieszczany do głębszych w arstw gleby niż fosfor zaw arty w resztkach pożniwnych żyta. W w arstw ie 20 - 40 cm na odłogu jest go tyle, co na głębokości 40 - 60 cm.
Po 44 latach stosowania superfosfatu i upraw iania żyta zaw artość fosforu organicznego w glebie na poszczególnych kom binacjach jest mniejsza niż na odłogu. W skazuje to na ujem ny wpływ upraw y m echa nicznej i rolniczego użytkow ania gleby ornej na zaw artość organicznych frakcji fosforu glebowego.
Zaw artość tych związków w głębiej położonych poziomach, szczegól nie na poletkach naw ożonych obornikiem, ulega również zmianom pod wpływem m igracji. Pew ną rolę spełnia tu także system korzeniowy roślin.
F r a k c j e f o s f o r o w e w g l e b i e p o d m o n o k u l t u r ą z i e m n i a k ó w . Podobnie jak to miało m iejsce u żyta, w pasie do świadczenia z ziemniakami luźno związane fosforany w ystępują w n a j większych ilościach na kombinacji CaN PK. W yjątkow o małe ilości tych związków znaleziono na poletkach nawożonych siarczanem amonowym
(tab. 6). Ogólna zaw artość luźno związanego fosforu w glebie poszcze
gólnych kombinacji jest zbliżona do ilości w ystępującej w pasie doś wiadczenia z żytem i jedynie w arstw a na głębokości 20 - 4 0 cm jest nie co zasobniejsza w te form y fosforu. W poziomie ty m najw iększą ilość luźno związanego fosforu znajdujem y na kom binacji CaN PK.
Odmiennie kształtuje się zaw artość nie okludowanych fosforanów glinu. Kom binacje pozbawione nawożenia fosforowego zaw ierają ok. 1,5
do 2 lazy więcej nie okludowanych fosforanów glinu niż analogiczne
poletka pod upraw ą żyta. W porównaniu do odłogu w kom binacjach tych w ystąpił pewien w zrost zaw artości nie okludowanych fosforanów glinu. Może to w ynikać z różnego wpływu żyta i ziemniaków na tego rodzaju związki fosforowe gleby oraz w skazywać na korzyści w ypływ ające z r a cjonalnego następstw a roślin w płodozmianie. Największe i znaczne ilości nie okludowanych fosforanów glinu, podobnie jak u żyta, znaleziono w ziemniakach w kombinacji P K , najniższe zaś na poletkach otrzym ujących nawożenie azotowo-potasowe. Podobnie jak u żyta, nawożenie oborni kiem i wapnowanie gleby nie stw arza dobrych warunków do powstania
