Wpływ różnych technologii uprawy roli na gęstość objętościową gleby i opór penetrometryczny

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE TOM LXI N R 4 WARSZAWA 2010: 4 0 -5 0

EWA A. CZYŻ12, ANTHONY R. DEXTER2

WPŁYW RÓŻNYCH TECHNOLOGII UPRAW Y ROLI

N A GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWĄ GLEBY

I OPÓR PENETROMETRYCZNY*

EFFECTS OF DIFFERENT CULTIVATION

TECHNOLOGIES ON SOIL BULK DENSITY

AND PENETRATION RESISTANCE

1 Katedra Gleboznawstwa, Chemii Środowiska i Hydrologii, Uniwersytet Rzeszowski, 2Zakład Gleboznawstwa, Erozji i Ochrony Gruntów, Instytut Uprawy, Nawożenia

i Gleboznawstwa - Państwowy Instytut Badawczy w Puławach (IUNG-PIB)

Abstract: The research was done in 2007-2009 on a private farm at Rogów and on the Experimental Station in Kępa belonging to IUNG-PIB in Puławy. The aim of this research was to determine the effects of three different cultivation technologies: traditional tillage, reduced conservation tillage and direct drilling on soil physical properties of a silt soil: bulk density and penetration resistance under winter wheat. Reduced conservation tillage and direct drilling increased the soil bulk density and penetration resistance in the top layer in comparison with the traditional tillage - ploughing.

Słowa kluczowe: uprawa tradycyjna, uproszczona uprawa konserwująca, siew bezpośredni, gęstość objętościowa gleby, opór penetrometryczny gleby, gleba pyłowa.

Key words: traditional tillage, reduced conservation tillage, direct drilling, soil bulk density, strength, penetration resistance, silt soil.

WSTĘP

Zwiększający się w skali globalnej deficyt energii i systematyczny wzrost cen podstawowych jej nośników, jak również względy ochrony środowiska przyrodniczego wymuszająposzukiwania odpowiednich technologii uprawy roli dla poszczególnych roślin i uwarunkowań glebowo-klimatycznych oraz możliwości organizacyjno-ekonomicznych, zapewniających dobre warunki dla wzrostu, rozwoju i plonowania roślin uprawnych. System uprawy płużnej kosztowny i pracochłonny nadal dominuje w naszym rolnictwie [Roszek i in. 1991; Dzienia i in. 1995]. Współcześnie w krajach UE i również w Polsce coraz częściej popularyzuje się uproszczenia uprawy roli i siew bezpośredni. Dotychczaso­ we badania wykazują wiele możliwości stosowania uproszczeń w uprawie roli, jednak

*Badania przeprowadzono w ramach projektu 6ZR7 2006/06735, grantu PIB-IUNG 1.5 i No 17/E-164/SN-019/2007.

ich stosowanie nie może powodować istotnego spadku plonu i degradacji środowiska glebowego. Spośród właściwości fizycznych gleb zapewniających odpowiedni plon roślin uprawnych najważniejsze znaczenie mają: gęstość objętościowa, zwięzłość gleby i zawartość wody w glebie oraz jakość fizyczna gleby [Chamen i in. 1992; Watts, Dexter 1997; Dexter, Czyż 2000, 2007; Czyż i in. 2007a,b,c, 2008a, b, c, d, 2009; Dexter 2004; Czyż, Dexter 2007a, b, c, 2008a, b, 2009; Dexter i in. 2000, 2004, 2008a,b; Pabin i in. 2009].

Celem niniejszego opracowania jest porównanie różnych technologii uprawy roli z punktu widzenia ich wpływu na wybrane fizyczne właściwości gleb pyłowych. Ocenę przeprowadzono analizując w doświadczeniach polowych wpływ stosowania trzech różnych technologii uprawy roli na kształtowanie gęstości objętościowej i zwięzłości gleb przy uprawie pszenicy ozimej.

MATERIAŁ I METODY

Badania wybranych fizycznych właściwości gleb realizowano w latach 2007-2009 w trzech różnych technologiach uprawy roli w dwóch łanowych doświadczeniach polowych w miejscowościach: Rogów (woj. lubelskie) w gospodarstwie rolnym w miejscowości Rogów i Stacji Doświadczalnej Kępa należącej do IUNG-PIB w Puławach (woj. lubelskie), na podstawie pomiarów bezpośrednio w polu i analizując pobrane próbki glebowe w laboratorium. Pozycje punktów pobierania próbek glebowych oraz wykonanych oznaczeń

in situ dla poszczególnych gleb oznaczono za pomocą GPS dla miejscowości Rogów (50°48'N, 23°29'E; 230 m n.p.m.) i Kępa (51°24'N, 21°57'E; 115 m n.p.m.). W doświadczeniach łanowych porównywano efekty technologii tradycyjnej uprawy roli z uproszczoną i siewem bezpośrednim. Powierzchnia każdego pola, na którym zastosowano różne technologie uprawy roli, stanowiła około 1 ha. W każdej miejscowości porównywane były następujące technologie uprawy roli:

• technologia tradycyjna - płużna, z pożniwnym pozostawianiem słomy w postaci sieczki, orka wykonana pługiem odkładnicowym z doprawianiem roli tradycyjnymi narzędziami (TT);

• technologia uproszczona, z pożniwnym pozostawianiem słomy w postaci sieczki, stosowany zestaw obejmował narzędzia aktywne (TU);

• siew bezpośredni (uprawa zerowa) siewnikiem specjalnym, z mulczowaniem powierzchni gleby rozdrobnioną słomą (TSB).

W obiektach TT i TU stosowano mechaniczno-chemiczną walkę z chwastami dostosowaną do stanu zachwaszczenia i fenofazy uprawianej rośliny, zaś w obiekcie TSB całokształt walki z chwastami polegał na stosowaniu odpowiednio dobranych herbicydów, Roundup Energy 450 SL w ilości 1,5-3,2 1 • ha-1.

W poszczególnych miejscowościach stosowano następujące zmianowania: groch - pszenica ozima - pszenica ozima + międzyplon w Rogowie, natomiast rzepak ozimy - pszenica ozima - pszenica ozima + międzyplon w RZD Kępa. Doświadczenia prowadzone były w jednym powtórzeniu równocześnie na polach ze wszystkimi roślinami.

Do analizy właściwości fizycznych glebę pobierano z poletek z pszenicą ozimą uprawianą w 2 roku po pszenicy ozimej. Siew pszenicy ozimej odmiany Turnia wykonywano corocznie w październiku, natomiast zbiór odbywał się w sierpniu następnego roku. Przed siewem pszenicy stosowano nawozy potasowe i fosforowe w dawkach standardowych, natomiast w okresie wiosennym trzykrotnie pogłównie nawożenie azotowe w dawce 150 kg • ha-1. Wysiew pszenicy w ilości 236,7 kg • ha-1 wykonano siewnikiem ciągnikowym Amazone.

W obydwu doświadczeniach badania wybranych właściwości fizycznych prowadzono równocześnie na obiektach w pełni wegetacji roślin pszenicy ozimej.

41 E.A. Czyż, A.R. Dexter

Procedury badawcze były jednakowe dla obydwu obiektów. Za podstawowe kryterium oceny przyjęto wartości oznaczonych parametrów fizycznych gleby uzyskane dla obiektów o różnych technologiach uprawy roli i wyliczano różnicę pomiędzy wartością uzyskaną z poletek o technologii tradycyjnej (TT) a wartościami dla pozostałych technologii: uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB), zgodnie z poniżej przedstawioną metodyką badań.

Właściwości fizyczne gleb oznaczono metodami podanymi poniżej: skład granulometry- czny - metodą areometryczną Casagrande'a w modyfikacji Prószyńskiego, gęstość objętościowągleby przy użyciu cylinderków Kopecky'ego - metodą suszarkowo-wagową, zwięzłość gleby tzw. opór penetrometryczny przy użyciu penetrometru glebowego, pomiarów dokonywano co 2 cm do głębokości 60 cm. Ważnym kryterium oceny porównawczej była uzyskana średnia wartość gęstości gleby w Mg • m~3 dla badanego profilu glebowego na głębokościach: 0-5, 5-10,10-15, 15-20,20-25,25-30 cm i 30-35 cm oraz średnia wartość oporu penetrometrycznego gleby w kPa określana za pomocą penetrometru co 2 cm, do głębokości 60 cm. Dla każdego roku badań do obliczeń zagęszczenia gleby przyjęto średnią wartość z 10 powtórzeń dla każdego obiektu, natomiast dla gęstości wartość średnią z 4 powtórzeń dla każdej głębokości i każdego obiektu.

Ocenę wyników badań przeprowadzono oddzielnie dla każdego punktu doświad­ czalnego: RZD Kępa i gospodarstwa indywidualnego w Rogowie, z uwzględnieniem wszystkich 3 lat badań. Wyniki dotyczące fizycznych właściwości gleb opracowano statystycznie z wykorzystaniem analizy wariancji, obliczając NIR (a = 0,05), przyjmując różnice istotne (na poziomie istotności p <0,05).

TABELA 1. Warunki pogodowe w okresie prowadzenia doświadczenia TABLE 1. Weather conditions during the experimental period

Lata Years

Średnia miesięczna temperatura powietrza [°C] Monthly mean air temperatures [°C]

Średnia [°C] dla okresu Mean [°C] for period I II III IV v !VI VII VIII IX X XI XII IV-IX:I-XII 2007 1 2008 2009 2,8 -0,2 -3,2 -1,5 6,0 1,9 3,5 -1,2 2,2 8,1- 9,0-10,7 14,7 jl8,5 13,1 17,3 13,5 jl6,4 18,8 18,2 19,7 1 8.9 18,5 18,1 12,7 : 8,1 12,6 |10,0 14,9 ; 6,9 0,5 4,4 5,3 -1,4 0,4 -1,3 15,3 8,8 14,8 |9,1 15,5 8,5 Śred. Mean (1871-1990) -3,5 -2,5 1,5 7,7 13,4 16,7 18,3 17,3 13,2 7,9 2,7 -1,4 14,4 7,6 Lata Years

Opad - Suma miesięczna [mm] Precipitation - Monthly sums [mm]

Średnia [mm] dla okresu Mean [mm] for period I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII IV-IX;I-XII 2007 2008 2009 68,8 20,5 23,8 22,3 138,3 19.8 52,9 29.9 [76,8 28,3 67,6 0,6 23.4 81,9 57.5 67,5 62,2 117,9 47,5 93,8 117,8 66,8 115,2 74,6 178 88,2 32,3 40.4 32.4 36,0 30,6 21,4 36,0 5,7 19,3 36,0 411,5 1617,6 508,9:675,2 400,7 639,2 Śred. Mean (1871-1990) 31 29 |30 39 57 71 85 75 49 45 39 38 376 |588

TABELA 2. Gęstość objętościowa gleby [Mg-m"3] w zależności od technologii uprawy roli i lat badań w miejscowości Rogów

TABLE 2. Values o f soil bulk density [Mg-nT3] at Rogów for different cultivation technologies and years

Zróżnicowane technologie uprawy roli powodowały istotne zmiany gęstości objętościowej badanych gleb o składzie granulometrycznym pyłu ilastego w obydwu miejscowościach.

W Rogowie we wszystkich latach badań stwierdzono po zastosowaniu uprawy tradycyjnej (TT), że gęstość gleby była istotnie niższa niż na obiektach o pozostałych sposobach uprawy roli (tab. 2). Średnia gęstość gleby w badanej warstwie 0-35 cm w Rogowie w poszczególnych latach: 2007,2008 i 2009 wzrosła, odpowiednio: o 7%, 3% i 8% w uprawie uproszczonej (TU) i o 12%; 4% i 12% po zastosowaniu siewu bezpośredniego (TBS) w stosunku do uprawy tradycyjnej (TT), przy której średnia gęstość gleby wynosiła 1,35; 1,40 i 1,27 Mg-m3 (rys.l). Nie stwierdzono tendencji

Warunki pogodowe w okresie prowa­ dzenia badań były zróżnicowane w poszczególnych latach (tab. 1). Z analizy danych wynika, że średnia roczna temperatura powietrza w latach 2007, 2008 i 2009 wynosiła odpowiednio 8,8; 9,1 i 8,5°C i była wyższa od średniej wieloletniej (7,6°C). We wszystkich latach badań (2007-2009) w okresie wegetacji roślin średnia temperatura powietrza była również wyższa od średniej wieloletniej. Najcieplejszym okresem wegetacyjnym dla roślin był rok 2009, w którym średnie temperatury były wyższe w stosunku do badanego 3-letniego okresu i wielolecia. We wszyst­ kich latach badań stwierdzono również w okresie wegetacji roślin (TV-IX) wyż­ szą sumę opadów atmosferycznych od średniej wieloletniej. Poszczególne lata badań różniły się głównie rozkładem opadów atmosferycznych i temperatury w badanych miesiącach, co modyfikowa­ ło warunki rozwoju pszenicy ozimej. Szczególnie suchy był kwiecień 2009 roku, w którym suma opadów atmosfe­ rycznych wyniosła zaledwie 0,6 mm (przy średniej z wielolecia 39 mm), zaś w pozostałych miesiącach tego roku rozkład opadów był korzystny i sprzyjał rozwojo­ wi pszenicy ozimej.

WYNIKI I DYSKUSJA

uprawy; tillage (t) warstwy; depth (d) interakcji; interaction (txd) 0,031 0,053 0,084 0,021 0,048 0,079 0,022 0,022 0,044

44. E.A. Czyż, A.R Dexter

TABELA 3. Gęstość objętościowa gleby [Mg-irf3] w zależności od technologii uprawy roli i lat badań w RZD Kępa

TABLE 3. Values o f soil bulk density [Mg-m~3] at RZD Kępa for different cultivation technologies and years

wyraźnego wzrostu średnich wartości gęstości objętościowej gleby w kolej­ nych latach badań stosowania tych samych uproszczonych technologii uprawy roli: w obiektach z siewem bezpośrednim (TSB) i uprawą uprosz­ czoną (TU) w stosunku do uprawy tradycyjnej (TT). W latach 2007- 2009 w warstwie 0-35 cm w obiektach po zastosowaniu technologii uprawy roli: uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB) średnia gęstość gleby wzrosła, odpowiednio: o 5,9% i o 8,9% w porównaniu z uprawą tradycyjną - płużną (TT), przy której średnia gęstość gleby wynosiła 1,34 Mg • m-3. Gęstość objętościowa gleby w poszczególnych badanych warstwach wykazywała istotne zmiany (rys. 2). We wszyst­ kich latach badań w wierzchniej warstwie gleby na głębokości 0-10 cm w Rogowie, największy wzrost gęstości gleby (średnio o 16,4%) stwierdzono w obiektach z siewem bezpośrednim (TSB), a także w obiektach z uprawą uproszczoną (TU) (średnio o 11,7%) w stosunku do obiektów z uprawą tradycyjną (TT). N atom iast w warstwie poniżej głębokości 20 cm nie stwierdzono istotnego zróżnicowania gęstości gle­ by przy zastosowaniu obydwu tech­ nologii uprawy roli: TU i TSB w porównaniu z TT.

W Rogowie w obiektach z siewem bezpośrednim i uprawą uproszczoną wysokim średnim wartościom gęs­ tości objętościowej gleby towarzy­ szyły również wysokie wartości oporu penetrometrycznego w porównaniu z upraw ą tradycyjną (rys. 3). We wszystkich latach badań najwyższe wartości oporu penetrometrycznego

gleby uzyskano w wierzchniej warstwie (0-20 cm) w siewie bezpośrednim (TSB), a także stosunkowo wysokie wartości na głębokości 0-10 cm w uprawie zredukowanej (TU) w porównaniu z uprawą tradycyjną (TT). W warstwie gleby 20-32 cm zanotowano

Uprawa Warstwa Lata - Years Tillage _{Depth [cm] 2007 2008 2009} Tradycyjna Traditional (TT) 0-5 5 -10 10-15 15-20 20-25 30-35 1,34 1,41 1,23 1,56 1.64 1.64 ; 1,33 1,40 1,39 1,50 1,56 1,58 1.17 1,24 1.17 1.18 1,23 1,40 Średnia Mean 1,47 1,46 1,23 Uproszczona Reduced (TU) 0-5 5 -10 10-15 15-20 20-25 30-35 n.o.* n.o. n.o. n.o. n.o. n.o. 1,41 1,45 1,47 1,54 1,53 1,49 1,19 1,28 1.37 1,42 1.37 1,45 Średnia Mean no. 1,48 1,35 Siew bezpośredni Direct driling (TSB) 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 30-35 ao. ao. ao. ao. ao. ao. 1.48 1.49 1.52 1,57 1.53 1,51 1,42 1.37 1.37 1.39 1.39 1,46 Średnia Mean n.o. 1,52 1,40 Średnia Mean 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 30-35 n.o. n.o. n.o. a o . a o . n.o. 1,41 1,44 1,46 1.54 1.54 1,53 1,26 1.30 1.30 1.33 1.33 1,44 NIR„ 05 dla; LSD, 0J for:

uprawy; tillage (t) warstwy; depth (d) interakcji; interaction (txd) 0,031 0,053 0,084 n.i.** n.i. n.i. 0,023 0,053 0,076 *n.o.-* *n.o.-* n

nie oznaczono; no measurement;

RYSUNEK 1. Średnie wartości gęstości objętościowej gleby z odchyleniem standar­ dowym w warstwie 0-35 cm pod wpływem zróżnicowanych technologii uprawy roli: tradycyjnej - płużnej (TT), uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB) w miejscowości Rogów

FIGURE 1. Mean values of soil bulk den­ sity with standard deviation in the 0-35 cm depth for different cultivation technologies: traditional - plough (TT), reduced (TU) and direct drilling (TSB) in Rogów

niższe wartości oporu penetracji w obiekcie z siewem bezpośrednim niż w pozostałych obiektach. W warstwach głębszych poniżej 32 cm nie stwierdzono istotnego wzrostu wartości oporu penetracji gleby w stosunku do pozostałych technologii uprawy roli.

Badania przeprowadzone w RZD Kępa wykazały również istotny wpływ stosowanych technologii uprawy roli na różnicowanie gęstości pyłu ilastego (tab. 3). Wyjątek stanowi tu pierwszy rok badań 2007, w którym wpływ stosowanych upraw na oznaczany parametr był nieistotny, gdyż na wszystkich obiektach uprawowych, z uwagi na brak odpowiedniego sprzętu do siewu bezpośredniego, wykonano taką samą uprawę tradycyjną - płużną. Z uwagi na ten fakt do dalszej analizy wartości gęstości objętościowej gleby przyjęto dane za lata 2008 i 2009. Nadmienić należy, że w roku 2007 na obiektach z uprawą uproszczoną średnia gęstość gleby w warstwie 0-35 cm wynosiła 1,47 Mg-m-3 (rys. 4). W dalszych latach badań 2008 i 2009 średnia gęstość gleby o składzie granulometrycznym pyłu ilastego w RZD Kępa w uprawie tradycyjnej wynosiła odpowiednio: 1,46 Mg-m 3 i 1,23 Mg-m'3 w warstwie 0-35 cm i w stosunku do pierwszego roku 2007 zmniejszyła się odpowiednio o: 1 % i 10%. Zaś pod wpływem

RYSUNEK 2. Zmiany gęstości objętościowej gleby z odchyleniem standardowym w poszczególnych warstwach pod wpływem różnych technologii uprawy roli: tradycyjnej - płużnej (TT), uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB) w miejscowości Rogów

FIGURE 2. Changes of soil bulk density values with standard deviation at specific depths in different cultivation technologies: traditional - plough (TT), reduced (TU) and direct drilling (TSB) in Rogów

46_ EA. Czyż, A.K Dexter

głębokość, depth (mm)

— mediana; median [kPa]

RYSUNEK 3. Zmiany średnich wartości oporu penetrometrycznego [kPa] w warstwie 0—60 cm w zależności od różnych technologii uprawy roli pod pszenicę ozimą w miejscowości Rogów (2007-2009)

FIGURE 3. Mean values of soil penetration re­ sistance [kPa] in the 0-60 cm depth range in rela­ tion to different cultivation technologies with win­ ter wheat in Rogów (2007-2009)

stosowanych uproszczeń w uprawie roli w latach 2008 i 2009 stwierdzono wzrost średnich wartości gęstości gleby po zastosowaniu siewu bezpośredniego (TBS) o 4% i 14% i uprawy uproszczonej (TU) o 1% i 10% w stosunku do uprawy tradycyjnej (TT).

Analiza średnich wartości gęstości objętościowej gleby pyłowej w RZD Kępa w poszczególnych warstwach profilu również wykazała wzrost wartości badanego parametru w obiektach z uproszczonymi uprawami: TU i TSB w porównaniu z TT, szczególnie w warstwach: 0-5, 5-10 i 10-15 cm (rys. 5). W obiektach po zastosowaniu uproszczonej uprawy roli (TU) zaznaczyła się tendencja wzrostu zagęszczenia gleby, odpowiednio o 4%, 3% i 11% , a w przypadku siewu bezpośredniego (TSB) odpowiednio o 16%, 8% i 12% w porównaniu z uprawąpłużną (TT). W warstwach głębszych poniżej 15 cm nie stwierdzono istotnego zróżnicowania średnich wartości gęstości gleby w obiektach TU i TSB.

W RZD Kępa, podobnie jak w doświadczeniu polowym w Rogowie, w obiektach z siewem bezpośrednim i uprawą uproszczoną wysokim średnim wartościom gęstości objętościowej gleby towarzyszyły wysokie wartości oporów penetracji w porównaniu z uprawą tradycyjną (rys. 6). W siewie bezpośrednim (TSB) uzyskano najwyższe wartości oporów penetrometrycznych gleby w warstwie gleby 0-20 cm, a także stosunkowo wysokie wartości w uprawie zredukowanej (TU) w porównaniu z uprawą tradycyjną (TT). W warstwie 20-32 cm tej gleby wartości oporów penetracji w siewie bezpośrednim były niższe niż na pozostałych obiektach. W warstwach głębszych poniżej 32 cm nie stwierdzono istotnych różnic wartości oporów penetrometrycznych zależnie od zróżnico­ wania sposobu uprawy.

RYSUNEK 4. Średnie wartości gęstości objętościowej gleby z odchyleniem standardowym w warstwie 0-35 cm pod wpływem zróżnicowanych technologii uprawy roli: tradycyjnej - płużnej (TT), uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB) w RZD Kępa

FIGURE 4. Mean values of soil bulk density with standard deviation in the 0-35 cm depth in for different cultivation technologies: traditional - plough (TT), reduced (TU) and direct drilling (TSB)) in RZD Kępa

Reasumując, stwierdzono wzrost gęstości gleby wraz ze wzrostem głębokości analizowanych warstw w badanych glebach o składzie granulometrycznym pyłu ilastego w obydwu doświadczeniach polowych w gospodarstwie indywidualnym w Rogowie i RZD Kępa. We wszystkich latach badań gęstość objętościowa gleby w gospodarstwie indywidualnym w Rogowie mieściła się w zakresie średnio 1,13-1,59 Mg-m-3, przy czym osiągała najniższe wartości 1,13-1,56 Mg-m-3 w uprawie tradycyjnej (TT), wyższe natomiast w uprawie uproszczonej (TU) i w siewie bezpośrednim (TSB), odpowiednio: 1,16-1,59 Mg-m"3 i 1,20-1,59 Mg-m-3. Zaś w RZD Kępa gęstość objętościowa gleby kształtowała się na podobnym poziomie i mieściła się w zakresie 1,17-1,58 Mg-m"3. Zakres wartości tego

RYSUNEK 5. Zmiany gęstości objętościowej gleby z odchyleniem standardowym w poszczególnych warstwach pod wpływem różnych technologii uprawy roli: tradycyjnej - płużnej (TT), uproszczonej (TU) i siewu bezpośredniego (TSB) w RZD Kępa

FIGURE 5. Changes values of soil bulk density with standard deviation at specific depths in different cultivation technologies: traditional - plough (TT), reduced (TU) and direct drilling (TSB) in RZD Kępa

48_ EA. Czyż, A.R. Dexter

głębokość, depth (mm)

głębokość, depth (mm)

głębokość, depth (mm)

— mediana; median [kPa]

RYSUNEK 6. Zmiany średnich wartości oporu penetrometrycznego [kPa] w warstwie 0-60 cm w zależności od różnych technologii uprawy roli pod pszenicę ozimą w RZD Kępa (2008-2009) FIGURE 6. Mean values of soil penetration re­ sistance [kPa] in the 0-60 cm depth range in rela­ tion to different cultivation technologies with win­ ter wheat in RZD Kępa (2008-2009)

parametru dla poszczególnych technologii uprawy roli: TT, TU i TSB wynosił odpowiednio: 1,17-1,58; 1,19-1,54 i 1,37-1,57 Mg-m"3. Zmianom gęstości objętościowej towarzyszyły wzrastające wartości oporu penetrometrycznego w górnych warstwach badanych gleb pod wpływem stosowanych uproszczeń w uprawie roli w obiektach: TSB i TU. Również badania przeprowadzone przez Czyż i Dextera [2009] na glebie o składzie pyłu ilastego na Podkarpaciu wykazały pod wpływem uproszczonej uprawy roli większe wartości gęstości gleby w warstwach górnych na głębokościach: 2-8 cm i 13-18 cm niż w warstwach położonych niżej (28-33 cm) w porównaniu z uprawą tradycyjną płużną. Natomiast w pracach wcześniejszych Czyż i Dextera [2007a,c, 2008a,b] omawiających badanie zmian właściwości fizycznych gleb pod wpływem uprawy konserwującej w doświadczeniach polowych: na pyle ilastym w gospodarstwie prywatnym w miejscowości Rogów (woj. zamojskie) i na glinie piaszczystej w SD IUNG Żelisławki (woj. gdańskie) wykazano, że technologia konserwująca z uproszczoną uprawą roli tylko w przypadku gliny piaszczystej (w warstwie górnej do 10 cm) wywołała istotny wzrost gęstości objętościowej w porównaniu z technologią płużną. Zaś inne badania prowadzone przez Dextera [2004], Dextera i Birkas [2004], Dextera i in. [2004], Czyż i in. [2005], Niedżwieckiego i in. [2004,2006] oraz Czyż i Dextera [2007a,c, 2008a,b, 2009] wskazują, że stosowanie uprawy uproszczonej i siewu bezpośredniego zapewnia: mniejsze zagęszczenie warstwy podomej, chroni glebę przed erozją i ogranicza spływ powierzchniowy oraz poprawia infiltrację wody w glebie przez cały rok. Ponadto badania Gate i in. [2006] oraz Czyż i Dextera [2009] wykazują, że pod wpływem stosowania długoletniej uprawy uproszczonej nastąpił wzrost wartości fizycznych właściwości gleby i stabilności gleb w wodzie w porównaniu z uprawą tradycyjną.

WNIOSKI

1. W okresie badań, obejmującym trzy lata, stosowanie technologii siewu bezpośred­ niego (TSB) powodowało istotne zwiększenie gęstości objętościowej w obydwu ba­ danych glebach o składzie granulometrycznym pyłu ilastego w Rogowie i RZD Kępa, szczególnie w warstwie 0-10 cm w porównaniu z uprawą tradycyjną - płużną (TT). 2. Uproszczona technologia uprawy roli (TU) wywołała wzrost gęstości gleb o składzie

granulometrycznym pyłu ilastego w Rogowie w warstwie 0-20 cm, zaś w RZD Kępa w warstwie 0—15 cm w porównaniu z technologią tradycyjną (TT).

3. Pod wpływem obydwu technologii uprawy roli: uproszczonej (TU) i siewu bezpo­ średniego (TSB) średnie wartości oporów penetrometrycznych w wierzchniej war­ stwie (0-20 cm) badanych gleb o składzie granulometrycznym pyłu ilastego w Ro­ gowie i RZD Kępa były istotnie wyższe niż przy uprawie tradycyjnej (TT). Zastoso­ wanie siewu bezpośredniego (TSB) powodowało największe wartości oporów pene­ trometrycznych gleby, dochodzące do około 3000 kPa w wierzchniej warstwie. 4. Warunki pogodowe modyfikowały poziom uzyskiwanych wartości fizycznych właści­

wości badanych gleb zarówno w przypadku technologii tradycyjnej (TT), jak i obu porównywanych technologii konserwujących: uproszczonej (TU) i siewu bezpośred­ niego (TSB). Wyższą gęstością objętościową charakteryzowały się gleby w trakcie sezonu wegetacyjnego w wilgotnym roku (2008) niż w latach suchych (2007 i 2009).

LITERATURA

CHAMEN W.C.T., WATTS C.W., LEEDE P R , GOSS M.J., LONGSTAFF D.J. 1992: Assessment o f a wide span vehicle (gantry) and cereal crop responses to its use in a zero traffic regime. Soil Tillage Res. 247: 359-380. CZYŻ E.A. 2007: W pływ gospodarowania na jakość fizyczną gleb.W: „Agrofizyka w inżynierii produkcji i

ochronie środowiska.” Kuźniar P., Puchalski Cz., Szot B., Woźniak W. (red.). Referaty i doniesienia PTA Mat. Konf. Nauk. Krasiczyn 2 6 - 2 8 .IX: 9 -1 5 .

CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2007a: Bulk density, water content and stability o f soils under different tillage. W: „Ecological aspects o f mechanization o f plant production” . E co p ersp iectiva , Minsk, Belarus: 16-21. CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2007b: C hem iczne w łaściw ości gleb pod pszenicą ozim ą w różnych systemach

uprawy. W: „Emisja gazów cieplarnianych i amoniaku w rolnictwie.” Czyż E., Jugowar J.L., Sławiński C. (red.), Rozprawy i m onografie IA PAN w Lublinie, A cta A grophisica 150(4): 15-22.

CZYŻ E .A ., D EX TER A .R. 2007c: Fizyczne w ła ściw o ści gleb pod p szenicą ozim ą w różnych system ach uprawy. W: „Emisja gazów cieplarnianych i amoniaku w rolnictwie”. Czyż E., Jugowar J.L., Sławiński C. (red.), Rozprawy i monografie IA PAN w Lublinie, A cta A grophisica 150(4): 8 -1 4 .

CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2008a: Soil physical properties under winter wheat grown with different tillage system s at selected locations. Int. A g ro p h ysics 22(3): 1 9 1 -2 0 1 .

CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2008b: Soil stability affected by different land use. W: EUROSOIL 2008 Interna­ tional Congress - Year o f Planet Earth, Soil - Society - Environment. Book o f Abstract. Blum W.E.H., Grzeabek M .H., Vodrazka M.(red.), U niversity o f Nature Resources and Applied Life Sciences (BOKU), Viena, Austria, 0 4 -0 8 . VIII: 313 (CD Mat).

CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2009: Soil physical properties as affected by traditional, reduced and no-tillage for winter wheat. Int. A g ro p h ysics 23(4): 3 1 9 -3 2 6 .

CZYŻ E .A ., D EX TER A .R ., D ĘB O W SK A H., STA N EK -T A R K O W SK A J. 2009: W pływ uproszczonej uprawy konserwującej na kształtowanie się właściw ości fizycznych gleby pyłowej w regionie Podkarpacia.

Zesz. P ro b l. Post. Nauk Roi. 543: 5 7 -6 9 .

CZYŻ E.A ., DEXTER A .R ., GAJDA A.M . 2008a. Effect o f different tillage system s on changes o f soil quality parameters. W: International Scientific Conf. „Physics in Agricultural Research”, Papers and Short Com m unications, UP Lublin, 1 2 -1 3 .VI: 2 2 -2 3 .

CZYŻ E.A., DEXTER A.R., STANEK-TARKOWSKA J. 2008b: Preliminary investigations on soil stability in the podkarpackie voivod esh ip . W: International S cien tific Conf. „Physics in Agricultural R esearch”, Papers and Short Communications, UP Lublin, 1 2 -1 3 .VI: 2 6 -2 7 .

50_ E.A. Czyż, A.R. Dexter

CZYŻ E.A., DEXTER A.R., STANEK-TARKOWSKA J., KANIUCZAK J. 2008c: Określenie stabilności gleb gruntów ornych województw podkarpackiego i małopolskiego. W: Mat. konf. nauk. PTA „Agrofizyka dla produkcji rolniczej i przemysłu spożyw czego”, IA PAN, N ałęczów , 1 7 -1 9 .IX: 6 8 -6 9 .

CZYŻ E.A ., GAJDA A .M ., DEXTER A.R. 2008d: Effect o f conventional and reduced tillage system s on som e physical and m icrobiological properties o f silt loam and heavy sand soils. W: EUROSOIL 2008. International Congress - Year o f Planet Earth, Soil - Society - Environment. B ook o f Abstract. Blum W.E.H., Grzeabek M .H., Vodrazka M. (red.), University o f Nature Resources and Applied Life Sciences (BOKU), Viena, Austria, 0 4 -0 8 VIII 2008: 107 (CD Mat).

CZYŻ E.A ., D EX TER A .R ., TERELAK H., RESZKOW SKA A. 2007a: W pływ system ów uprawy roli na wybrane w łaściw ości chemiczne gleb pod uprawą pszenicy ozimej. W: M onografia nt. „Problemy agrofi- zyczne kształtowania środowiska rolniczego i jakości surowców żyw nościow ych”, Nawrocki S., Grundas S., Sokołowska Z. (red.), Wyd. N aukowe FRNA w Lublinie: 2 8 -3 0 .

CZYŻ E.A ., D EX TER A .R ., TERELAK H ., RESZKOW SKA A. 2007b: W pływ system ów uprawy roli na wybrane w łaściw ości fizyczne gleb pod uprawą pszenicy ozimej. W: M onografia „Problemy agrofizyczne kształtow ania środow iska rolniczego i ja k o ści surow ców żyw n ościow ych ”, Naw rocki S., Grundas S., Sokołowska Z. (red.)Wyd. Naukowe FRNA w Lublinie: 3 0 -3 2 .

CZYŻ E .A ., GAJDA A ., STALENGA J., FABER A ., K OZYRA J., N IER Ó BC A A. 2007c: Em isja gazów cieplarnianych w zależności od system ów uprawy roli i roślin oraz warunków klimatycznych.W : Mat. symp. nauk. LA PAN „Jakość środowiska surowców i żyw ności” Lublin 30. III: 1 9 5-196.

CZYŻ E.A., GATE O.P., DEXTER A.R. 2005: Wpływ systemów uprawy roli na właściw ości fizyczne gleb. W: Mat. IX konf. nauk. „Efektywne i bezpieczne technologie produkcji roślinnej” . Wyd. IUNG Puławy, 1 - 2 .VI: 1 5 7 -1 5 8 .

DEXTER A.R. 2004: Soil physical quality: Parts I, II, II. G eoderm a 120: 2 0 1 -2 3 9 .

DEXTER A .R, BIRKAS M 2004: Prediction o f the soil structures produced by tillage. Soil Tillage Res. 79(2): 233-238. DEXTER A.R., CZYŻ E., NIEDŹWIECKI J. 2000: Statistical distributions o f soil hydraulic conductivity and

the implications for water run-off. W: Proc. Jubilee National Scientific Conference „Current problems o f agricultural engineering in an aspect o f integration o f Poland with European U nion”. Lublin, 1 3 -1 4 VIII 2008. Wyd. WAR Lublin: 3 2 0 -3 2 2 .

DEXTER A .R ., CZYŻ E.A. 2000: Soil physical quality and the effects o f management. W: Soil Quality, Sustainable Agriculture and Environmental Security in Central and Eastern Europe. W ilson M.J., M ali- szewska-Kordybach B. (red.), Kluwer Academ ic Publishers Dordrecht, Netherlands: 1 5 3 -167.

DEXTER A.R., CZYŻ E.A. 2007: Application o f S-theory in the study o f soil physical degradation and its consequences. L and D eg ra d a tio n a n d D eve lo p m en t 18: 3 6 9 -3 8 1 .

DEXTER A.R., CZYŻ E.A., NIEDŹWIECKI J. 2004: Water run-off as affected by the distributions o f values o f hydraulic conductivity o f the soil. Annual R eview o f A gricu ltural Engineering, Warsaw 3(1): 8 7 -9 6 . DEXTER A.R., RICHARD G., ARROUAYS D ., CZYŻ E.A., JOLIVET C., DUVAL O. 2008b: Complexed

organic carbon controls soil physical properties. G eoderm a 144: 6 2 0 -6 2 7 .

DZIENLA S., PISKIER T., W ERESZCZAKA J. 1995: Wpływ roślin m ulczujących na wybrane w łaściw ości fizyczne gleby po zastosow aniu siew u bezpośredniego.W : Mat. Konf. nt. „Siew bezpośredni w teorii i praktyce” . S zczecin-B aszkow ice: 5 7 -6 1 .

GATE O.P., CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2006: Soil physical quality, as a basis for relationships between some key physical properties o f arable soils. W: Soil management for Sustainability. Horn R., Fleige H., Peth St., Peng X. (red.), Catena Verlag: Reiskirchen, A dvances in G eoE cology 38: 102-109.

NIEDŹWIECKI J., CZYŻ E.A., DEXTER A.R. 2004: Wpływ zawartości substancji organicznej na przewodność hydrauliczną nasyconą gleby (Effect o f organie m atter content on soil saturated hydraulic conductivity). W: Mat. XII Międzyn. Konf. Nauk. „Inżynieria Rolnicza i Środowisko”, Międzyzdroje, 27-29.V : 129-130. NIEDŹW IECKI J., CZYŻ E.A ., D EX TER A.R. 2006: Przew odność hydrauliczna warstwy ornej gleb w

zależności od parametrów fazy stałej gleby. Pam. P u l 148: 2 9 7 -3 0 7 .

PABIN J., WŁODEK S., BISKUPSKI A. 2009: Wpływ różnych sposobów uprawy roli i gospodarowania słom ą na niektóre właściwości gleby lekkiej i plony roślin w warunkach monokultury zbożowej. Zesz. Prohl. Post.

N auk R o i 543: 2 4 9 -2 5 7 .

ROSZEK W., RADECKI A ., OPIC J. 1991: Energochłonność orek wykonyw anych w różnych warunkach.

F ra g m en ta A g ro n o m ica 30(2): 3 9 -4 6 .

WATTS C.W., DEXTER A.R. 1997: The influence o f organie matter in reducing the destabilization o f soil by simulated tillage. Soil Tillage Res. 42: 2 5 3 -2 7 5 .

Prof. dr hab. Ewa Antonina Czyż

Zakład Gleboznawstwa, Erozji i Ochrony Gruntów, Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa 24-100 Puławy, ul. Czartoryskich 8