A L IN A M A C IE J E W S K A W P Ł Y W N A W O Z U O R G A N IC Z N O - W A P N IO W O -M I N E R A L N E G O N A N I E K T Ó R E W Ł A Ś C IW O Ś C I F IZ Y K O C H E M IC Z N E G L E B R D Z A W Y C H W Ł A Ś C IW Y C H W Y T W O R Z O N Y C H Z P IA S K Ó W L U Ź N Y C H Z a k ła d G le b o z n a w s tw a i O c h ro n y Ś ro d o w is k a In sty tu tu G e o d e z ji G o s p o d a rc z e j P o lite c h n ik a W a rsz a w sk a W S T Ę P
Gleby rdzawe w warunkach Polski zajmują przeciętnie 11,1% gruntów ornych [2, 7]. W niektórych województwach udział ten jest znacznie większy, np. w woj. ostrołęckim - 37,7%, w zielonogórskim - 30,0%, w radomskim 27,9% [9]. Są to gleby kwaśne lub bardzo kwaśne o niskim stopniu wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi i bardzo małej zawartości składników pokarmowych. Przeważające w nich frakcje piasku, niewielka zawartość części spławialnych i koloidalnych, jak również próchnicy oto przyczyny małych zdolności sorpcyjnych tych gleb. Dlatego charakteryzują się one bardzo niską produktywnością.
Intensywne nawożenie mineralne tych gleb nie jest celowe, ponieważ występuje wymywanie nawozów, powodujące często eutrofizację wód g run towych. Jednakże w wielu piaszczytych regionach kraju gleby rdzawe są z konieczności użytkowane rolniczo. Stąd też poszukiwanie metod prowadzą cych do trwałej poprawy ich żyzności było i jest aktualne.
Wielu autorów proponuje, aby żyzność gleb piaszczystych poprawiać w y korzystując m. in. węgiel brunatny [1,3,4] oraz odpady górniczo-przemysłowe [8]. Pozytywne rezultaty badań nad rolniczym wykorzystaniem węgla brunat nego umożliwiły opracowanie nawozu organiczno-wapniowo-mineralnego, nazwanego “ komplet R”. Nawóz ten przeznaczony jest do rekultywacji gleb zniszczonych oraz do użyźniania gleb piaszczystych [5, 6].
Niektóre właściwości fizykochem iczne gleb Some physico-chemical properties of the soils
Nr profilu Profil No Poziom genetyczny Głębokość pobrania próbki Sampling depth % cząstek % of particles С ogółem Total С pH w ln KCl Kwasowość hydrolityczna I lydroli tic acidity (///7) Kationy w-ymienne Exchange able cations Pojemność sorpcyjna Sorption capacity T = S + Hh Stopień wy syce nia zasadam i Saturation degree w'ith (cm) <0,02 mm <0,002 mm (%) m .e./100 g gleby m.e./lOO g of soil basic cations (%) A p 5-2 0 5 2 0,82 4,6 3.2 1Л 4,3 25,5 5 Bv 33-43 4 2 0,10 5,0 1,2 0,6 1.8 33,3 С 6 0 -7 0 3 2 - 5,0 0,9 0,3 1.2 25.0 Dg 105-120 72 38 - 4,5 3.2 14,5 17.7 81.9 A p 3-18 4 2 0,58 4,6 3,6 0,9 4.5 20,0 6 Bv 25-35 3 1 0,15 5.0 1,7 0,6 2.3 26.0 С 6 0 -7 0 2 0 - 5,0 1,1 0,1 1,5 26,0 Dg 100-110 74 38 - 5,2 2.0 18,6 20,6 90.2 A . M a c ie je w sk a
Biorąc pod uwagę przewidywany wpływ kompletu R na poprawę właści wości gleb wytworzonych z piasków luźnych, znaczny udział tych gleb wśród gruntów ornych oraz konieczność ich rolniczego wykorzystywania w niektó rych regionach kraju, podjęto badania, których wyniki są przedmiotem niniej szej pracy.
Celem pięcioletnich badań była analiza zmian niektórych właściwości fizykochemicznych gleby rdzawej właściwej, wytworzonej z piasku luźnego, po jednorazow ym w ciągu 5 lat zastosowaniu nawozu organiczno-wapniowo- mineralnego.
M ATERIAŁ I M ETODYKA B A D A Ń
Stałe doświadczenie statyczne założono jesienią 1985 r. na polu o ogólnej powierzchni 8 ha w Państwowym Gospodarstwie Rolnym Niegów w woj. ostrołęckim. Doświadczenie założono na glebach rdzawych właściwych, w y tworzonych z piasków luźnych podścielonych głęboko Hem. Do głębokości 100 cm dominuje w profilu frakcja piasku, głównie drobnego, przy bardzo małej ilości pyłu i części spławialnych (tab. 1). Są to gleby kwaśne o niskim stopniu wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami, charaktryzujące się nie w ielką zawartością próchnicy (tab. 1). Należą do VI klasy bonitacyjnej i do 7 kompleksu przydatności rolniczej.
Komplet R przeznaczony do badań wyprodukowała firma Gamma. Nawóz ten został wprowadzony do gleby jednorazowo jesienią 1985 r. na pola o powierzchni 2 ha w trzech dawkach: 50, 100 i 200 m3 kompletu R na 1 ha. Czwarte pole, również o powierzchni 2 ha, bez kompletu R stanowiło pole kontrolne. Nawóz wprowadzono do gleby zgodnie z instrukcją [5].
Nawóz o nazwie komplet R zawiera 85% substancji organicznej, składają cej się z mieszaniny miału węgla brunatnego i torfu, 10% wapnia oraz w odpowiednich proporcjach z makro- i rnikroskladników. Substancja organicz na tego nawozu ulega bardzo powolnej mineralizacji, powinna więc poprawiać m.in. właściwości sorpcyjne gleb [6].
W założonym doświadczeniu na wszystkich czterech polach obowiązywało to samo zmianowanie oraz wykonano te same zabiegi agrotechniczne. Próby giebowe przeznaczone do analiz pobierano dwukrotnie w ciągu roku, pierwszy raz w okresie wegetacji roślin, drugi po ich zbiorach. Były to próby mieszane z poziomów orno-próchnicznych pobierane losowo w czterech powtórzeniach za pomocą laski Egnera.
W próbkach glebowych oznaczono: pH w H2O i w KC1 metodą elektro m edyczną, kwasowość wymienną metodą Daikuhary, kwasowość hydrolity- czną metodą Kappena, zawartość składników pokarmowych (wyekstraho wanych wyciągiem uniwersalnym) metodą spektroskopii absorpcji atomowej, zawartość N -N O3 za pomocą elektrody jonoselektywnej. Ponadto określono
Niektóre właściwości fizykochem iczne gleb po zastosowaniu kompletu R Some physico-chemical of soils after application of manure Komplet R
Rok Year Dawka nawozu Dose of manure (m 3/ha) pH K wasowość w ym ierna Exchange acidity Kwasowość hydrolityczna Hydroli tic acidity Suma kationów w'ym. Sum of exchangeable cations Pojem ność sorpcyjna Sorption capacity Stopień wy syce nia zasadami Saturation degree with basic cations (%) С ogółem Total С (%)
H2O IN KCl m.e./lOO g gleby - m.e./100 g of soil
0 4,6 4,0 0,83 3.5 1 ,0 4,4 22,6 0,69 1986 50 5,1 4,2 0,78 3,3 1,2 4,5 27,2 0,82 100 5,5 4,4 0,50 2,9 2,0 4,8 40,6 1,09 200 5,9 4,8 0,32 2,1 3.5 5,6 62,3 1,70 0 4.7 4,0 0,90 3,5 1.3 4.8 26,0 0,73 1987 50 5.0 4,3 0,82 3,3 1,6 4,7 28,5 0,87 100 5,6 4,5 0,48 2,8 1,9 4,7 40,7 1,23 200 6,1 4,8 0,34 2,5 3,2 5,6 56,2 1,71 0 4,8 4,2 0,88 3,7 1,4 5,1 27,4 0,69 1988 50 5,3 4,5 0,83 3,4 2,1 5.5 38,5 0,85 100 5.8 4,8 0,49 2,9 2,5 5,5 45,6 1,21 200 6,1 5,0 0,31 2,4 3,2 5,6 57,2 1,63 0 4,6 4,0 0,96 3,7 0,6 4,3 23,9 0,64 1989 50 4,6 4,0 0,90 3,6 1,2 4,7 25,0 0,74 100 4.8 4,2 0,66 3,0 2,2 5,2 41.6 1,17 200 5,4 4,4 0,56 2,9 2Ï9 5,8 50,0 1,31 0 4,5 4,1 0,93 3,8 0,6 4,4 13,6 0,64 1990 50 4,8 4,3 0,91 3,7 1,0 4,7 21.3 0,73 100 4,9 4,5 0,66 3.0 1,8 4,8 37,5 1,16 200 5,5 4,7 0,57 2,9 2,8 5,7 49,1 1.27
Wyniki w tabelach 2 i 3 są średnim i arytm etycznym i z czterech powtórzeń.
A . M a c ie je w sk a
węgla organicznego metodą Tiurina oraz skład granulometryczny metodą areometryczną Casagrande’a w modyfikacji Prószyńskiego.
Przedstawione w tabelach 2 i 3 wyniki analiz dotyczą prób gleb pobranych po zbiorach roślin i stanowią średnią arytmetyczną z wyników oznaczeń.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Wyniki pięcioletnich badań świadczą, że nawóz organiczno-wapniowo-mi- neralny komplet R zastosowany jednorazowo na glebę rdzawą wytworzoną z piasku luźnego spowodował korzystne zmiany jej właściwości fizykochemi cznych. Wartość pH w H2O poziomów orno-próchnicznych gleb nawożonych
dawką 200 m3 kompletu R na 1 ha wzrosła w pierwszym roku o 1,3 jednostki, a w KC1 o 0,8 jednostki. Spowodowało to ponad dwukrotny spadek kw asow o ści wymiennej i około 1,5-krotny spadek kwasowości hydraulicznej (tab. 2). Wzrost pH i związana z tym niższa kwasowość potencjalna utrzmywały się również w latach następnych, tj. w drugim, trzecim, czwartym i piątym roku.
Komplet R wyraźnie wpłynął na poprawę właściwości sorpcyjnych gleby rdzawej. Świadczy o tym 3-krotny wzrost sumy kationów zasadowych, odno towany przy dawce 200 m 3 kompletu R na 1 ha. W glebach tych wzrosły pojemność sorpcyjna oraz stopień wysycenia kationami zasadowymi kom ple ksu sorpcyjnego (tab. 2).
Wzrost sumy kationów zasadowych, pojemności sorpcyjnej oraz stopnia wysycenia zasadami, stwierdzony w pierwszym roku doświadczenia, utrzymy wał się również w latach następnych. Jest to szczególnie istotne w przypadku gleb rdzawych, których kompleks sorpcyjny jest z reguły bardzo ubogi i wysycony głównie jonami glinu i wodoru.
W wyniku nawożenia gleby rdzawej kompletem R zwiększyła się zawartość przyswajalnych form składników pokarmowych. Najwięcej tych składników odnotowano w poziomach orno-próchnicznych gleb nawożonych 200 m 3 kompletu R na 1 ha, nieco, mniej w glebach nawożonych dawką 100 m 3/ha. Zawartość składników pokarmowych przy dawce 50 m3/ha była zbliżona do ich zawartości w glebie z pola kontrolnego (tab. 3).
Zastosowany nawóz spowodował znaczny wzrost ogólnej zawartości w ę gla organicznego. W pierwszym roku przy dawce 200 m3/ha zawartość ta wzrosła 2,5-krotnie w stosunku do pola kontrolnego. W czwartym i piątym roku ilość węgla organicznego nieco spadła, ale nadal było go około 2-krotnie więcej niż w glebie z pola kontrolnego (tab. 2). Świadczy to, że mineralizacja substancji organicznej wprowadzonej z kompletem R zachodzi bardzo powoli, co jest pożądanym zjawiskiem w przypadku gleb rdzawych, szczgólnie ubo gich w próchnicę.
Korzystne zmiany właściwości sorpcyjnych gleb rdzawych oraz wzrost zawartości składników pokarmowych w tych glebach stwierdzono również przy dawce 100 m3/ha. Natomiast dawka 50 m3 na 1 ha tylko nieznacznie wpłynęła na właściwości badanych gleb (tab. 2).
Zawartość składników pokarmowych w formach przyswajalnych Content of the com ponent ingredient
Tabela 3 Rok Year Dawka kompletu Dose of manure (m 3/ha) Zasolenie w N - N O 3 I» K+ +2 Ca M g+2 H20 (g NaC l/dm 3
gleby - of soil) mg/dim3 gleby - of soil
0 0,08 10 32 30 170 8 1 (K A 50 0,09 10 35 27 215 14 1 7Ö O 100 0,14 10 35 50 250 21 200 0,15 10 39 75 345 25 0 0,06 10 32 40 160 18 50 0,09 10 32 40 200 19 I V o / 100 0,15 10 33 45 260 26 200 0,27 10 39 50 285 33 0 0,15 10 30 60 180 10 50 0,15 10 31 70 180 12 1988 1CX) 0,15 12 32 70 215 17 200 0,30 17 38 85 340 25 0 0,10 10 34 23 60 14 50 0,10 10 35 29 84 14 1989 100 0,15 10 41 59 112 25 200 0,20 10 41 72 199 30 0 0,10 10 30 23 60 10 50 0.10 10 33 28 80 10 1990 100 0,15 10 35 60 110 23 200 0.20 10 38 73 ISO 29
Zmiany właściwości sorpcyjnych gleby odnotowane w pierwszym roku utrzy mywały się w następnych latach, tj. w drugim, trzecim, czwartym i piątym. Gleby po zastosowaniu kompletu R wykazywały nadal większą pojemność sorpcyjną w stosunku do kationów zasadowych, wyższy stopień wysycenia zasadami komple ksu sorpcyjnego, większą zasobność (z wyjątkiem wapnia) w składniki pokarmo we oraz znacznie większą zawartość węgla organicznego w porównaniu z glebą kontrolną (tab. 2). Spadek zawartości wapnia po czwartym i piątym roku dotyczy głównie pola kontrolnego (3-krotny), a w mniejszym stopniu gleb nawożonych nawozem organiczno-wapniowo-mineralnym (ok. 2-krotny). Spadek ten spowo dowany jest prawdopodobnie większą ilością opadów atmosferycznych oraz, być może, wpływem innych czynników agrotechnicznych.
Analiza zmian właściwości fizykochemicznych utrzymujących się w ciągu pięciu lat sugeruje, że nastąpiła dość trwała poprawa właściwości sorpcyjnych gleby rdzawej wytworzonej z piasku luźnego. Stwarza to nadzieję na trwałe ulepszanie tych gleb.
Pewną wątpliwość może budzić fakt, że zastosowana dawka 200 m kom pletu R w przeliczeniu na 1 ha spowodowała stosunkowo niewielki wzrost pH
gleby. Stąd wniosek, że na glebach rdzawych z reguły bardzo kwaśnych łącznie z kompletem R trzeba stosować dodatkowe wapnowanie lub też w prowadzić komplet R wzbogacony w większą dawkę wapnia.
W N I O S K I
Przeprowadzone badania upoważniają do wyciągnięcia następujących wniosków: 1. W glebach nawożonych nawozem organiczno-wapniowo-mineralnym zawartość węgla organicznego wzrosła niemal dwukrotnie.
2. Zastosowany jednorazowo w ciągu 5-letniego doświadczenia nawóz organiczno-wapniowo-mineralny na gleby rdzawe właściwe wytworzone z piasku luźnego wpłynął korzystnie na ich właściwości sorpcyjne. Świadczy o tym zwiększenie zawartości sumy kationów zasadowych, pojemności sorpcyj nej oraz stopnia wysycenia zasadami kompleksu sorpcyjnego.
3. Nawóz komplet R korzystnie zmienił odczyn gleby, powodując wzrost pH oraz obniżenie kwasowości wymiennej i hydrolitycznej.
L I T E R A T U R A
[1] L it y ń s k i T ., Z ie li ń s k a R ., Ż a k Z ., 1952: W a r to ś ć n a w o z o w a k ra jo w e g o w ę g la b ru n a tn e g o . C z .IV . P r /e m .C h e m . nr 12.
[2] M a c i e j e w s k a A .,1 9 9 2 : U w a ru n k o w a n ia g le b o w e w s y s te m ie k o m p le k s o w e g o z a g o s p o d a r o w a nia r o ln ic z e j p rz e strz e n i p ro d u k c y jn e j. A c ta A c a d . A g ric u lt. T e c h n . O lst. se r. G e o d e s ia , N o 2 3 . [3] M usierow icz A ., 1938: Z lxidań nad wartością nawozowy miału węgla Irunatnego. Piz. Dośw. Roi. 1 .1, nr 6. [4] N o w o s ie ls k i O ., B e r e ś n ie w ic z A ., 1974: M o ż liw o ś ć roi n ic z e g o w y k o rz y s ta n ia w ę g la b ru n a tn e g o
Z a g łę b ia K o n iń s k ie g o w u p ra w ie p o lo w e j. N o w e R oi. nr 11.
[5] N o w o s ie ls k i O ., B e r e ś n i e w i c z A ., 1984: In stru k c ja sto s o w a n ia n a w o z u o r g a n ic z n o - w a p n io w o - m in e ra ln e g o - K o m p le tu R. W y d . P P Z ‘’G am m a*’.
[6] N ow osielski O ., 1986: N aw ozy dla rolnictw a ekologicznego i sposób ich w ytw arzania. R olnictw o nr 5. [7] S k ło d o w sk i P., M a c ie je w sk a A , 1992: G ospodarka zasobami glebow ym i. Zesz. Probl. Post. N auk Roi. 401. [8] S m y c z e k ,! - , 1976: W y k o r z y s ta n ie o d p a d ó w g ó r n ic z o -p rz e m y s ło w y c h na g le b a c h p ia s z c z y s ty c h .
N o w e R o i. 3.
[9] W a lo r y z a c ja r o ln ic z e j p rz e s trz e n i p ro d u k c y jn e j P o lsk i w e d łu g g m in . P ra ca z e s p o ło w a , I U N G , P u ła w y 1981.
A . M a c ie je w sk a
EFFEC T OF O R G A N IC -M IN E R A L -LIM ING FER TILIZATIO N O N SO M E P H Y SIC O -C H E M IC A L PRO PERTIES O F R U S T -C O L O U R E D
T Y P IC A L SO IL FO R M ED FROM LIGH T S A N D S
D e p a r tm e n t o f S o il S c ie n c e a n d E n v iro n m e n ta l P ro te c tio n , W a rs a w T e c h n ic a l U n iv e rs ity
SU M M A R Y
R ust-coloured typical so ils are known to be sour or very so u r so ils having w eak sorptive properties and lo w degree o f saturation o f their sorptive com p lex by base cations.
T heir fertility is near the break-even point o f production. It has been found that mineral d ressin g o f th ese so ils is not advisable because w ash in g the dressing out o f the so ils leads to eutrophication o f natural w aters. Therefore it is necessary to look for new m ethods o f increasing the rcachness and fertility o f these so ils.
O ne o f p o ssib le here w ays is to apply a com p lex fertilizer containing organic, calcium and mineral su bstances to reach permanent im provem ent o f these so ils.
T he carried out researches have proved that application o f dressing, called C om p lex R, has advantageous in fluence on the sorptive properties o f the rust-coloured typical so ils form ed from the light sand, increase reaction, sorptive properties and high increase o f total content o f organic carbon.
D r A hna M aciejewska Praca wpłynęła do redakcji w styczniu 1993 r.
Z akład G leboznawstwa i O chrony Środowiska Po li (ecl i /1 ika W a rsza wska
