ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXVII, NR 2—3, S. 287—294, WARSZAWA 1986
W O J C I E C H W I S N I E W S K I , K A Z I M I E R Z W E G N E R , S Ł A W O M I R S . G O N E T
W PŁYW M IN ERA LNEGO I ORGANICZNEGO NAW OŻENIA NA JA K O ŚĆ PRÓCH NICY
Akadem ia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy
WSTĘP
Naw ożenie m ineralne, zwłaszcza azotowe, a także naw ożenie organicz ne w p ływ ają n iew ątpliw ie n a zasobność gleb w su bstancje próchniczne. W badaniach w iele uw agi poświęca się w pływ ow i naw ożenia organiczne go i m ineralnego na ogólną zaw artość w ęgla organicznego w glebie, k tó ra m a bezpośredni zw iązek z zaw artością próchnicy. Z aw artość ta może ule gać znacznym w ahaniom [1, 2, 3, 4, 11]. M ożna stw ierdzić, że w większości dośw iadczeń obserw ow ano w zrost ogólnej zaw artości w ęgla n a glebach naw ożonych obornikiem oraz obornikiem + NPK . Sam o m in eraln e naw o żenie azotowe zapobiega jedynie spadkow i zaw artości próchnicy. W idać to na p o letk ach nie naw ożonych w ogóle bądź naw ożonych jed n ostro nn ie naw ozam i fosforow o-potasow ym i. P rzyczyn n ieu stalen ia ścisłego w p ły w u naw ożenia na jakość p róchnicy m ożna także u p a try w a ć w stosow anych m etodach [7, 12]. Być może tra d y c y jn e m etody frakcjonow ania pró ch n i cy, o p arte o różnice w rozpuszczalności jej związków, są m ało p rz y d a tn e do śledzenia zm ian pow odow anych przez różne zabiegi agrotechniczne.
W ydaje się, że pod ty m w zględem dobre w yniki może przyn ieść f ra k cjonow anie próchnicy n a podstaw ie jej podatności na u tlen ian ie n ad m a n g anianem p otasu w środow isku o bojętnym [9]. M etoda ta w stosunkow o p ro sty sposób pozw ala na rozdzielenie próch n icy gleb n a cztery fra k c je w edług podatności na u tlen ian ie, a m ianow icie: FI — bardzo łatw o utlef- nianą, F il — łatw o u tlen ian ą, FIU — tru d n o u tlen ian ą, FIV — nie u tle n ian ą p rz y danym stężeniu śro d ka utleniającego. W arto podkreślić, że roz dział te n jest n a jb a rd zie j zgodny z n a tu ra ln y m i procesam i m in eralizacji m aterii organicznej w glebie. Z nielicznych jeszcze analiz dokonanych
ty m sposobem w ynika, że zabiegi agrotechniczne pow odują nie tylko
zm iany ilościow e w ogólnej zaw artości w ęgla próchnicy, ale zw iązane są rów nież ze zm ianą jej jakości [7, 8].
288 W. W iśniew ski i im. MATERIAŁ I METODY BADAŃ
Do bad ań użyto 8 prób ek gleb z dośw iadczenia nawozowego, p ro w a dzonego n a glebie kom plek su żytniego dobrego, w trz y le tn im zm ianow a- niu: późne ziem niaki, żyto ozim e 1, żyto ozime 2. Ogólny schem at do św iadczenia przedstaw iono w tab. 1, a daw ki naw ożenia w k g czystego sk ładnik a n a h e k ta r w tab. 2. N m in e raln y stanow iła sa le tra am onow a stosow ana na obiektach 2, 3, 4, 6, 7 i 8. Na obiektach 5— 8 pod ziem niaki
T a b e l a 1 Ogólny schemat doświadczenia
General scheme of the experiment
Kombinacja nawozowa ! Kombinacja nawozowa j Fertilizing treatment j Fertilizing treatment |
1 P K N o !5 P K N 0 + obornik : farmyard mnaure 2 P K N j 6 PK.N, + obornik j farmyard manure 3 p k n2 7 P K N 2 - i - obornik farmyard manure 4 P K N 3 8 P K N 3 4 - obornik | 1 farmyard manure j T a b e l a 2 Dawki nawożenia w kg czystego składnika na hektar
Fertilizer rates in kg of pure element per hectare
Roślina — Crop 1 p ! i К No N i N* ! N 3 Ziemniaki Potatoes 80 j ! 120 0 60 120 1 1 180 Żyto ozime 1 Winter rye 1 80 j i 80 0 40 1 80 1 1 120 Żyto ozime 2 Winter rye 2 o 00 100 0 40 l O J 00 120 Przez 3 lata For 3 years ! i 240 i! 300 0 i 140 280 420 I 1
zastosow ano o b o rnik w ilości 30 t/h a . Pod żyto 2 na w szystkich poletkach stosow ano słom ę ży tn ią zgodnie z plonem ży ta 1.
P ró b k i do analiz zostały p o bran e jesienią 1982 ro k u po zbiorze ziem niaków II ro tacji. W w yjściow ych p ró b k ach oznaczono m etodam i pow szechnie p rz y ję ty m i w stacjach chem iczno-rolniczych: w ęgiel ogółem m
e-T a b e l a 3
Niektóre właściwości chemiczne badanych próbek glebowych Some chemical properties of the soil samples analyzed
Kombinacja nawozowa Fertilizing treatment pH CEC SBM Specific surface m2/g CO0 C-total % Nos N-total % C/N h2o KC1 К mg/100 g P mg/100 g Cation exchange capacity meq/100 g 1 0,676 0,072 9,42 6,86 5,92 5,56 ! 4,31 5,20 41,24 2 0,745 0,082 9,00 7,05 5,44 7,14 ! 4,26 5,60 ! 44,30 3 0,800 0,066 12,00 7,20 5,90 5,89 4,23 6,40 53,53 A 0,704 0,075 9,43 6,87 5,60 5,56 4,44 6,00 51,65 X 2, 3, 4 0,749 0,076 10,14 6,99 5,72 6,19 4,31 5,80 47,68 5 0,857 0,085 9,80 7,14 5,64 10,76 ! 5,63 7,00 54,08 6 0,829 0,086 9,70 7,20 5,65 11,30 5,67 7,00 58,07 7 0,807 0,083 9,75 6,82 5,53 9,02 5,62 7,60 59,63 8 0,866 0,072 13,07 6,60 4,84 9,69 5,50 1 7,40 57,13 X 6, 7, 8 0,834* 0,080 10,84 6,94 5,42 10,00* 5,59* j 7,25* ___ 57,23* * Istotne przy a =0,05 Significant at a =0.05
-29 0 W. W iśniew ski i in.
todą T iurina, azot ogółem m etodą K iejd ah la, P i К m etodą E g n era-R ieh- m a DL, pH w wodzie i 1 M KC1 m etodą p o ten cjom etryczną p rzy sto su n k u gleby do ro ztw o ru 1 : 2,5, pojem ność w ym ienną kationów (CEC) m e todą Bascom ba, pow ierzchnię w łaściw ą (SBM) sorpcją b łę k itu m ety len o wego (tab. 3).
W celu określenia w p ły w u naw ożenia m in eraln ego i obornika na zm ia n y zachodzące w próchn icy glebow ej zastosow ano m etodę Łoginow a-W iś- niew skiego. F ra k cje określono w sposób n astęp u jący : naw ażkę gleby (w zależności od ogólnej zaw artości w ęgla w glebie) zalano w kolbach roz tw o rem K M n 0 4 o stężeniu odpowiednio: 0,33 M, 1,50 M, 3,00 M i w y trząsano 30 m inut. N astępnie ro ztw o ry sączono przez sączki piankow e G-4. K M n 0 4 pozostały po u tle n ie n iu w ęgla próchn icy oznaczono ko lo ry m etrycznie. S tosując odpow iednie rozcieńczenie w ykreślono k rzyw ą w zor cową jako zależność absorpcji od stężenia K M n 0 4. P o m iar ab so rb ancji roztw orów K M n 0 4 przeprow adzono n a sp ek trofoto m etrze Specol 10 p rz y długości fali 525 nm , stosując jako odnośnik wodę destylow aną. N a tej drodze określono cztery fra k c je w ęgla organicznego w glebie: FI, F il, FU I, FIV (tab. 4).
T a b e l a 4 Skład frakcyjny materii organicznej oznaczony metodą Łoginowa-Wiśniewskiego
Fractional composition of soil organic matter determined by the Łoginow-Wiśniewski’s method Frakcje — Fractions Kombinacja C0g nawozowa C-total Fertilizing j % j treatment ! FI /О C0g C-total FII V С / о ^ o g C-total I F ill %C0ff C-total FIV о/ p / о ^ o g C-total 1 0,677 13,29 1 13,30 4,44 68,97 2 ii 0,745 12,07 10,07 12,08 65,88 3 0 ,8 0 0 ; 9,37 11,52 1,87 77,24 4 ! 0,704 j 14,91 ! 8,52 1 21,31 j 55,26 ! X 2, 3,4 I ; 1 0,749 1 1 12,12** 10,04 i H ’75 ! 66,13 5 0,857 1,75 28,01 15,75 1 54,49 6 0,829 j 3,61 23,53 i 10,24 62,62 6 i 0,807 5,85 ! 27,89 12,92 ; 53,61 8 1 0,866 j 8,66 j 17,33 10,39 63,62 X 6, 7, 8 1 0,834* ! 6,04 1 22,92** 11,18 j 59,95 I * Istotne przy a =0,05 j Significant at a = 0.05 ** Istotne przy a =0,01 Significant at a=0.01
N aw ożenie m ineralne i organiczne a jakość próchnicy 291
O M Ó W I E N I E W Y N I K Ó W I D Y S K U S J A
Na podstaw ie stw ierdzonych w łaściw ości fizykochem icznych badany ch gleb (tab. 3), jak rów nież oznaczeń sk ład u frak cy jn eg o próchnicy (tab. 4) nie znaleziono różnic z zastosow anym poziom em naw ożenia azotowego. Może to być spow odow ane tym , że dośw iadczenie nawozowe, z którego pobrano próbki do analiz, prow adzone jest dopiero od 4 lat.
W iększe różnice znaleziono nato m iast porów n ując średnie w arto ści
w yników uzyskanych dla gleb naw ożonych w yłącznie m in eraln y m i naw o zam i azotow ym i (X 2, 3, 4) z w y n ikam i uzyskanym i (X 6, 7, 8). S tw ierd zo no, że na glebach, na k tó ry c h stosow ano jednocześnie obornik i N PK , n a stą p ił isto tn y w zrost ogólnej ilości w ęgla. U zyskane w yniki są zgodne z w ynik am i uzyskanym i przez w ielu autorów [4, 10]. Z daniem C z u b y [1] w zrost ogólnej zaw artości w ęgla m ożna osiągnąć rów nież p rzy naw o żeniu tylk o azotem m ineralny m . Z aobserw ow any niew ielki w zrost ogól nej zaw artości w ęgla w glebach naw ożonych N PK w sto sunku do obiektu kontrolnego [1] potw ierd za i ten pogląd. A utorzy [5, 6, 10] podkreślają, że w zrostow i Cog tow arzyszy w zrost ogólnej zaw artości azotu. Rów nież w p ró b kach gleb z obiektów dośw iadczenia nawozowego stw ierdzono pow yż szą zależność. Na p o letk u ko n tro ln y m (1) zaw artość N og w ynosiła 0,072%-, średnia z obiektów naw ożonych w yłącznie m in eraln ie — 0,076%, a śred
n ia z obiektów , na k tó ry c h zastow ano łącznie obornik + N PK —
0,080%.
Z m ianom Cog i N og w glebie tow arzyszyły zm iany w sto su n k u C:N. Średnia w artość С : N była nieco wyższa od gleb naw ożonych obornikiem , co może spowodowało w niesienie do gleby nawozów organicznych (obor nik) odznaczających się szerszym stosunkiem С : N w poró w nan iu z gle bam i, na k tó ry ch n astąpiła w zględna rów now aga tego sto sunku w w y n i k u różnych procesów glebow o-biochem icznych. W zbogacanie gleby w m a terię organiczną pod w pływ em naw ożenia obornikiem + N PK w płynęło k orzy stnie na ich w łaściw ości sorpcyjne. Św iadczą o ty m w yniki ozna czeń pojem ności w ym iennej kationów (CEC). Nieco wyższe jej w artości
oznaczono w p róbk ach gleb naw ożonych obornikiem (7,0— 7,6 m eq n a
100 g) niż w p róbkach pochodzących z obiektów naw ożonych w yłącznie m in eraln ie (5,6— 6,0 m eq na 100 g) oraz obiektu kontrolnego (5,2 m eq n a 100 g). A nalogiczne zm iany stw ierdzono w w ielkości pow ierzchni w łaści w ej (SBM). N ajw yższą w artość pow ierzchni w łaściw ej oznaczono w p ró b ce gleby z p o letka 7 — 59,63 m 2/g, a n ajniższą z p oletk a kontrolnego — 41,24 m 2/g. Ten bardzo in te re su ją c y fa k t w zro stu pojem ności w ym iennej kation ów o przeszło 1 m eq n a 100 g n a obiektach naw ożonych obornikiem + ÏTPK oraz jednoczesny w zrost pow ierzchni w łaściw ej i w ęgla orga nicznego n a ty ch glebach dowodzi znacznej roli obornika w m o d y fi k acji właściwości gleb. N aw ożenie obornikiem + N P K spowodowało rów nież isto tn y w zrost p rzy sw ajaln y ch form azotu ii potasu na ty ch glebach,
292 W. W iśniew ski i in.
w poró w n an iu z obiektam i naw ożonym i w yłącznie m in eraln y m i naw oza m i azotow ym i, z glebam i, na k tó ry c h n a stą p iła w zględna rów now aga tego sto su n k u w w y n ik u różnych procesów glebow o-biochem icznych. A naliza sk ład u frak cyjneg o próchnicy określona m etodą jej podatności n a u tle nianie w ykazała, że pod w pływ em m ineralnego naw ożenia azotow ego, p rz y nie zm ieniającej się ogólnej zaw artości w ęgla, zaw artość fra k c ji pierw szej (FI) u trz y m y w a ła się n a podobnym poziomie. N atom iast w gle bach naw ożonych dodatkow o obornikiem zw iększająca się dw aka naw oże nia m ineralnego pow odow ała p ro p o rcjo naln e zw iększenie udziału fra k c ji pierw szej (FI), sam o jed n a k naw ożenie m in eraln e m iało isto tn y w pływ n a ilość fra k c ji pierw szej, w yższej w każdym p rzypadku.
Z astosow anie obornika zm ieniło skład fra k c y jn y próchn icy w p ły w a jąc w sposób isto tn y n a w zrost fra k c ji d ru giej (Fil), a w ięc odporniejszej n a utlenianie, p rzy rów noczesnym u b y tk u fra k c ji pierw szej. F ra k c ja trz e cia (FIII) i czw arta (FIV) nie uległy isto tn em u zróżnicow aniu.
N aw ożenie obornikiem + N PK p rzy w zasadzie nie zm ienionym sto su n k u C:N w glebie w płynęło na p rzy ro st m ate rii organicznej odpo rn iej szej n a rozkład oksydacyjny. S u g e ru je to dynam ikę procesów h u m ifik a cji pod w pływ em tego naw ożenia.
WNIOSKI
— Zastosow anie frak cjono w ania próchnicy glebow ej w edług jej p o d at ności na utlenian ie w y k azuje w yraźnie różnice jakościowe w y nikające z różnego naw ożenia azotowego i organicznego.
— Naw ożenie obornikiem przesuw a skład fra k c y jn y w próchn icy w k ie ru n k u fra k c ji bardziej odpornych na procesy oksydacyjne.
— G leby naw ożone obornikiem w y k azu ją isto tn y w zrost w arto ści po w ierzchni w łaściw ej, co łączy się z isto tn y m w zrostem pojem ności w y m iennej kationów .
— Pom im o dużych zm ian ilościow ych w poszczególnych elem en tach właściw ości fizykochem icznych gleb różnie naw ożonych, stosunek С : N nie uległ w iększym zm ianom .
LITERATURA
[1] C z u b a R.: Studia nad dynamiką w ęgla organicznego w toielicowej glebie pyłowej nawożonej obornikiem i nawozam i m ineralnym i. Rocz. N auk roL 1962, 1, 91—il 16.
[2] G a w r o ń s k a - K u l e s z o w a A.: D ziałanie naw ożenia mineralnego i obor nika na glebach lekkich. Rocz. Nauk roi. 88, 1972, 1, 30—45. !
N aw ożenie m ineralne i organiczne a jakość próchnicy 293
[3] G ó r s k i M., K u s z e l e w s k i L.: W pływ nawożenia organicznego i m ineral nego na zawartość substancji organicznej i skład próchnicy glebow ej w św ietle 38-letnich doświadczeń w Skierniew icach. Rocz. glebozn. 13, 1963, 2, 323—Ö41. [4] H a r g i t a i L, M y ś k ó w W., S z e w c o w a L., G o r l d t z H.: W pływ nawo
zów na zawartość próchnicy i azotu w glebachj. iMiędzynarod. Czas. roi. 4, 1981, 56—-5(9.
[5] K l e s z c z y c k i A., Ł a k o m i e ć I.: W pływ w ieloletniego nawożenia na w łaś ciw ości fizykochem iczne kw asów hum inowych. Rocz. glebozn. 16, ,1966, 171—190. [6] Ł a k o m i e . c I.: Przem iany substancji organicznej w glebie pod w pływ em
zm ianowania i nawożenia. Sprawozdanie etapowe MR II-23.8.PAN, 1983. i[7] Ł o g i n o w W .ÿ W i ś n i e w s k i W.: Zmienność zawartości trak cji substancji
organicznej gleby, oznaczonych metodą utleniania nadmanganianem potasu. Zeszi. nauk. 98 ATR Bydgoszcz, Roi. 14, 1982, 39—48.
[8] Ł o g i n ó w W., W i ś n i e w s k i W., J a n o w i a k J., Zmienność ogólnej za-w artości za-w ęgla za-w glebie. Zesz. nauk. 88 ATR Bydgoszcz, 13 1981, 5—15. [9] L o g i n o w W., W i ś n i e w s k i W.: Studies on humus fractioning besed on
its susceptibility to oxidazing agents. Polish. Ecolog. Studies. 43, 1976^ 2. [10] M e r c i k S.: W pływ w ieloletniego nawożenia m ineralnego i organicznego na
zawartość azotu i substancji organicznej w glebie. Çloczj. glebozn. 13, 1962,
281—299. !
[11] R e u t e r G.: Zwanzig Jahre Rostocker Denerversuche zur Humusbildung im Boden. I. Mittelung: Versuchebedingungen und Entwicklung der Humusgehalte. Arch. f. Acker. Pfblau. 25, 1981, 5, 277—285.
012] W i l k Ki: Studia nad frakcjonowaniem związków próchnicznych w glebach o różnym użytkowaniu rolniczym . GPost. Nauk roi. 1965, 2, 36—46.
В. ВИСЬНЕВСКИ, К. ВЕГНЕР, C. C. ГОНЭТ ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО И ОРГАНИЧЕСКОГО АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ГУМУСА Сельскохозяйственно-технический университет в г. Быдгоще Р езю м е С целью определения влияния минерального азотного удобрения, а также удобрения стойловым навозом на количественные и качественные изменения просходящие в почвенном гумусе, был применен метод Логинова-Висьневского, основывающийся на фракционировании органического вещества почвы в отношении восприимчивости к окислению. Применяя в нейтральной среде растворы КМ п04 различных концентраций получали чертые фракции почвенного отранического вещества: очень легко окисляемое F I легко окисляемое F И, трудно окисляемое F III и прочное на окисление F IV условиях метода. Анализ фракционного состава гумуса показал, что под влиянием азотного удобрения, при практически неизменном содержании общего углерода, значительно возросло содер жание первой фракции (F I), т.е. самой восприимчивой к окислению. Применение в таких же условиях добавочно стойлового навоза изменило фракционный состав, влияя существенным образом на рост участия второй фракции (F II), т.е. более прочной на окисление, снижая одновременно первую фракцию (F I). Третья (F III) и четвертая (F IV) фракции не изменялись существенным образом. Удобрение стойловым навозом, при неизменном соотношении C/N в почве, привело к приросту в почве гумусовых веществ, более прочных на окислительную деструкцию, что показывает динамику процессов гумификации под влиянием этого удобрения.
29 4 W. W iśniew ski i in.
W. WISNIEWSKI, K. WEGNER, S. S. GONET
EFFECT OF MINERAL AND ORGANIC NITROGEN FERTILIZATION ON THE QUALITY OF HUMUS
Technical Agricultural U niversity in Bydgoszcz ' S u m m a r y
To determine the effect of m ineral ‘nitrogen fertilization and of farmyard m a nure on quantitative and qualitative changes of the soil humus, the Łoginow -W iś- niew sk i’s method based on ïractionation of the soil organic matter in accordance w ith its susceptibility to oxidation was applied. A t application in a neutral m e dium K M n 04 solutions of different ‘concentrations, four fractions of the soil orga nic matter have been distinguished, viz.: very readily oxidable, F I, readily oxi- dable F II, hardly oxidable F III, non-oxidable under the experim ent conditions F IV.
The analysis of the (fractional composition of humus has proved that under the effect of m ineral nitrogen fertilization at unchanging content of total carbon, significantly increased the content of the ‘first fraction (F I), most susceptible to oxidation. Additionally applied farmyard manure under the same conditions led to a change of the fractional 'composition, increasing the share of the second frac tion (F II), more resistant to oxidation, at sim ultaneous reduction of the first frac tion (F Ï). The third (F III) and fourth (F IV) fractions did not show, any sign ifi cant changes. The farmyard manure application, at an unchanged C/N ratio in soil, resulted in an increase in soil of ’humus substances more resistant to oxidable de composition, what displays the hum ification dynamics under the effect of this fer tilizer kind.
Doc. dr W ojciech W iśniew ski
Z akład C hem icznych P odstaw R olnictw a ATR B ydgoszcz, B ernardyń ska 6
