IG N A C Y D E C H N IK , J E R Z Y L IP IE C , S T A N IS Ł A W T A R K IE W IC Z
Z A L E Ż N O Ś Ć P R Z E W O D N IC T W A I R E TE N C JI W O D NEJ G L E B Y OD SPO SO BU U P R A W Y
Zakład A g ro fiz y k i P olsk iej A k ad em ii Nauk w Lu blinie
Dotychczas nie zostały wykorzystane w pełni możliwości ulepszania przewodnictwa i retencji wodnej gleb przez stosowanie odpowiednich na rzędzi do uprawy roli. Od sposobu uprawy zależy stan agregacji, roz kład porów, gęstość gleby oraz m ikrotopografia pola. Są to czynniki w pływ ające bezpośrednio na przewodnictwo i retencję wodną gleby [3, 4].
Jednym z narzędzi zm ieniających w dużym stopniu stan fizyczn y wierzchniej w arstw y gleby oraz m ikrotopografię pola jest pługofrezar- ka. Narzędzie to łączy w sobie działanie biernych oraz czynnych ele mentów roboczych i reprezentuje tzw narzędzia aktywne. Chociaż na rzędzia te są coraz szerzej stosowane do uprawy, niew iele dotychczas w iem y o ich w p ływ ie na zmiany przewodnictwa i retencji wodnej gleby. A u torzy podjęli badania mające na celu ustalenie tego w pływ u na glebę wytworzoną z lessu.
M E T O D Y K A B A D A Ń
M ateriał do badań pochodził z doświadczeń polowych i laboratoryj nych, przeprowadzonych w 1978 r. na glebie płowej w ytw orzonej z lessu (tab. 1).
? c b e 1 u 1 Jk ład mechaniczny i n ie k tó re w ła ś c iw o ś c i fizykochem iosn? o râanvr; e i o ly
/RZD Fe li n k. L u blin a/
.'dechanical com position and some physico-ch-iiû ical p r o p e r t ie s c f iho i:./ - i tdù / A g r ic u lt u r a l experim ent S ta t io n r e l i n near L u b lin /
iVaretwa g le b y S o i l laye r Proc Ye r ce ent f r a k c j i mechani o ś r e d n ic y < 1 ш r.t o f m echanical f r b e lo v O mm in d ia cznych äC tio n s r — I Cę-stosć ob jv toscicw a T e n sity g/cm3 i i u L u ; cor. tent I » k i ć i. vu , I {ГГ li 7 i «:v cm 1-0,1 0 ,1 -0 ,0 2 0 ,0 2 -0,002 < 0,002 I it/ -jr. •' 0-20 29 38 21 6 1,35 1 , 48 * > 5 , , : 7 60-80 30 33 24 13 1,12 0,30 ] I 4,3 2,45
118 I. Dechnik ï in.
Obiektem badań b y ły 3 pola uprawiane przed siewem pszenicy jarej: 1 — pługofrezarkę, 2 — pługiem odkładnicowym, 3 — broną zwykłą. Elementy robocze pługofrezarki i pługa działały na głębokości 18 cm, a brony do głębokości 3 cm.
Pom iary współczynnika przewodnictwa wodnego К wykonano w okre sie wschodów pszenicy w warstwie ornej i na głębokości 60 do 80 cm oraz po zbiorze tej rośliny tylko w warstwie ornej. Oznaczenia w y k o nano metodą przepływ u z zastosowaniem skorupy [1, 2]. W technice tej zastosowano infiltrom etr stalowy o średnicy 28 cm i wysokości 15 cm szczelnie otaczający badaną warstwę gleby. In filtrom etr łączył się z ko lumną glebową o tej samej średnicy i wysokości 25 cm. P rzep ływ nie nasycony gleby otrzym ywano przez, stosowanie na jej powierzchni w infiltrom etrze skorup stanowiących mieszaninę gipsu i piasku w róż nych proporcjach (75, 50, 25, 10% gipsu). Szybkość przepływ u wraz z ciśnieniem wody glebow ej, które mierzono tensjometrycznie, indukowa ne przez różne skorupy, um ożliwiały wykreślenie k rzyw ej К przewod nictwa wodnego. Po usunięciu ostatniej skorupy w przygotowanej ko lumnie glebowej oznaczono współczynnik przewodnictwa nasyconego. P rzep ływ boczny wyelim inowano przez obłożenie kolumny pastą gipsową.
Zdolność retencyjną oznaczano w okresie wschodów pszenicy w w ar stwie ornej metodą podaną przez Z a w a d z k i e g o [8].
O M Ó W IE N IE W Y N IK Ó W B A D A Ń
Zmiany w stanie fizycznym i strukturze gleby lessowej wywołane różnym sposobem uprawy znalazły odzwierciedlenie w wielkościach przewodnictwa wodnego i zdolnościach zatrzym ywania wody.
W yniki pomiarów przewodnictwa wodnego wierzchniej warstwy gleby (0-18 cm) w okresie wschodów pszenicy jarej (rys. 1) wskazuje, że gleba po uprawie pługofrezarką, jak i pługiem odkładnicowym w y kazywała większy współczynnik К w strefie nasyconej w porównaniu do gleby bronowanej, przy czym wzrost ten zaznaczył się w yraźniej w glebie uprawianej pługofrezarką. Jest to w ynikiem lepszego spulch nienia, a tym samym większej objętości całkowitej porów warunkują cych przepływ w ody w strefie nasyconej. Zmniejszone przewodnictwo
wodne nasycone gleby bronowanej w porównaniu do uprawy pługiem odkładnicowym stw ierdzili również inni autorzy w badaniach , na glebie o składzie mechanicznym gliny ilasto-piaszczystej [7].
Najniższą zdolność do transportu wody w strefie nie nasyconej przy ssaniu od 15 do 70 hPa stwierdzono w glebie uprawianej pługofre zarką. Przyczyna leży w mniejszej liczbie porów drobniejszych, mimo iż całkowitą objętość porów była w tej kombinacji największa. Stąd w y nika, że określenie przewodnictwa wodnego tylko w strefie nasyconej może prowadzić do zupełnie odmiennych wniosków.
Rys. 1. W spółczynnik przew odnictw a w odnego К w a rstw y upraw nej gleb y lesso w ej w zależności od sposobu u praw y (w okresie wschodów pszenicy ja re j)
2 — bronaj, 2 — p łu g , 3 — p ł u g o fr e z a r k a
H ydrau lic conductivity coefficien t К o f the arable layer o f loess soil depending on: the tilla ge treatm ent (in the period of em ergance of spring w heat)
1 — h a r r o w , 2 — p lo u g h , 3 — p lo u g h - m ille r
Rys. 2. Retencja wodna w a rstw y upraw nej gleb y lessowej w zależności od sposobu u praw y (w okresie wschodów pszenicy ja re j)
o b ja ś n ie n ia — ja k w rys. 1
W ater retention of the arable layer o f loess soil depending on the tillage treatm ent (in the period o f em ergance of spring w heat)
120 I. Dechnik i in.
Rys. 3. W spółczynnik przew odnictw a w odnego К w a rstw y uprawnej gleb y lessowej w zależności od sposobu upraw y (po zbiorze pszenicy ja re j)
o bja śn ie n ia — ja k w rys. 1
H ydrau lic conductivity coefficien t К o f the arable layer of loess soil depending on the tillage treatm ent (after the spring wheat harvest)
e xpla n a tio n s — see Fig. 1
Zróżnicowanie w rozkładzie porów wywołane różnym i sposobami uprawy wpłynęło na przebieg krzyw ych retencji wodnej (rys. 2). N a j w yraźniej zaznaczyło się ono w zakresie pF 0-1,3, w którym największą wilgotnością odznaczała się gleba uprawiana pługofrezarką, a najniż szą — gleba bronowana.
Po zbiorze pszenicy w drugim terminie badań nastąpiło we wszyst kich kombinacjach wyraźne obniżenie wartości współczynnika przewod nictwa wodnego K. Wskazuje to, że w miarę upływu czasu po uprawie zmniejsza się zdolność gleby do in filtracji w ody w głąb profilu glebo wego wskutek ukształtowania się warunków sprzyjających spływom po wierzchniowym . Zjawisko to może być szczególnie niekorzystne przy ulewnych opadach deszczu. W omawianym terminie badań najmniejszą wartość przewodnictwa wodnego K nas w ykazyw ała gleba uprawiana płu gofrezarką w porównaniu do uprawy pługiem i broną. W ynika to z szyb szego osiadania gleby uprawianej pługofrezarką. Na szybsze osiadanie gleby uprawianej narzędziami aktywnym i zw rócili już uwagę inni auto- iz y [5, 6]. W poziomie gleby położonym poniżej zasięgu oddziaływania elem entów roboczych stosowanych narzędzi (głębokość 60-80 cm) w ar tości współczynnika przewodnictwa wodnego К (rys. 4) nie różniły się m iędzy poszczególnymi kombinacjami uprawowym i. Potw ierdza to, że
Rys. 4. W spółczynnik przew odnictw a w odnego К w a rstw y poduprawnej (60-80 cm> w zależności od sposobu u praw y
o b ja ś n ie n ia ja k w ry s . 1
H ydrau lic conductivity coefficien t К o f the subsoil layer (60-80 cm) o f loess soil depending on the tilla ge treatm ent
e x p la n a t io n s — s e e F ig . 1
zróżnicowanie przewodnictwa wodnego badanej gleby w warstwie upraw nej było wynikiem oddziaływania stosowanych narzędzi.
P O D S U M O W A N IE
Przewodnictw o wodne i retencja gleby zależą w znacznym stopniu od stosowanego do uprawy narzędzia. Oddziałują one na właściwości przewodzące i retencyjne gleby przez zmiany całkowitej objętości po rów i ich rozkładu pod względem wielkości. Gleba lessowa uprawiana pługofrezarką w porównaniu do gleby bronowanej oraz uprawianej płu giem odznacza się w okresie bliskim po uprawie większym współczyn nikiem К w strefie nasyconej. W strefie nie nasyconej przy ssaniu od 20 do 70 hPa najwyższe przewodnictwo wodne wykazuje gleba bro nowana. Największą zdolność do transportu w ody w strefie nasyconej po zbiorze roślin w ykazuje gleba uprawiana pługiem, a w strefie nie na syconej — gleba bronowana. W poziomie położonym poniżej zasięgu od działywania narzędzi różnice w wielkościach przewodnictwa wodnego w* badanych kombinacjach uprawowych są nieznaczne.
122 I. Dechnik i in.
L IT E R A T U R A
[1] В о u m a J.: Use o f physical methods to expand soil survey interpretations o f soil drainage conditions. S oil Sei. Soc. Am . Proc. 37, 1973, 413-421. 12] B o u m a J., B a k e r F. G., V e n e m a n P. L. M.: Measurement o f w ater
m ovem ent in soil pedons above the w ater table. Geol. Natur. Hist. Surv., Inform . Circ. 27, 1974.
[3] B u r w e l R. E., L a r s o n W. E.: In filtration s as influenced by tillage-induced random roughness and pore space. S oil Sei. A m . Proc. 1969, 33, 449-452. [4] Mc I n t y r e D. S.: S oil splash and the form ation o f surface crust by
raindrop impact. Soil Sei. 1958, 85, 261-266.
[5] N i e w i a d o m s k i W .: Samopis do oznaczania pionow ych ruchów w ie rz chow iny glebow ej. Rocz. Nauk roi. 54, 1950, 553-571.
[6] N o w i c k i J., H r u s z k a M.: Efektyw ność u praw y ro li glebogryzarką na tle technologii płużnej. P u ła w y 38, 1972, 269-287.
;[7] S u n d ar a S a r n a K. S., N a g a r a j a r a o Y .: F ield in filtration indices in the evaluation o f tilla ge practices. A gricu ltu ral W ater M anagem ent 1, 1976, 79-88.
;[8] Z a w a d z k i S.: L ab oratoryjn e oznaczanie zdolności reten cyjn ej u tw orów g le bowych. W iad. IM U Z 11, 1973, 2. И. Д Е Х Н И К , Ю. ЛЫПЕЦ, С. Т А Р К Е В И Ч З А В И С И М О С Т Ь В О Д О П Р О В О Д И М О С Т И И Р Е Т Е Н Ц И И П О Ч В Ы О Т С П О С О Б А О Б Р А Б О Т К И Отделение агрофизики П ольской академии наук в Лю блине Р е з ю м е Сравнивалось влияние обработки пашни ф резой и отвальны м плугом на изменения водопроницаемости и ретенционной способности лессивированной почвы образованной из лёсса. Водопроницаемость и ретенция почвы в пахотном слое зависит от орудия употреблённого для обработки. Применяемые агротехнические орудия влияю т на свойства почвенной водопроницаемости и ретенции путём изменения об щ его объема пор и их распределения в отношении крупности. Лёссовая почва обрабатываемая ф резой по сравнению с боронованной почвой и обработанной плугом характеризуется после обработки высшим коэффициентом К в на сыщенной зоне. В ненасыщенной зоне при отсасывании от 15 по 70 hPa самую высокую водопроницаемость показывает боронованная почва. Н аим ень шую способность транспортировки влаги в насыщенной зоне после уборки растений вы являет почва обрабатываемая плугом, а в ненасыщенной зоне — почва обработанная бороной. В горизонте леж ащ ем ниже диапазона воздей ствия орудий различия в величинах водопроницаемости в исследованных ва риантах обработки являю тся незначительными.
I. D E C H N IK , J. LIPIE C , S. T A R K IE W IC Z
D E PEN D EN C E OF H Y D R A U L IC C O N D U C T IV IT Y A N D W A T E R R E T E N T IO N OF S O IL O N T H E T IL L A G E K IN D
Institute of A grophysics in Lublin, Polish Academ y of Science
S u m m a r y
The effect of soil tilla ge w ith plou gh-m iller and m ould-board plough on changes o f hydraulic conductivity and w ater retention o f soil depend to a consi derable extent on the im plem ent kind applied in tillage. The im plem ents applied a ffect hydraulic con dictivity and w ater retention by a change of total porosity and pore-size distribution. Loess soil at the plou gh -m iller application as compared w ith harrow ed soil was characterized in the period close after tilla ge by a higher К coefficien t valu e in the saturated zone. In the unsaturated zone at suction va ry in g w ith in 15-70 hPa, the least hydraulic conductivity proved harrow ed soil. The highest w ater transport in the saturated zone a fter harvest of crops proved ploughed soil and in the unsaturated zone — harrow ed soil. In the layer lyin g below the im plem ents operation, the d ifferen ces in hydraulic conductivity values in the tilla ge variants investigated w ere insignificant.
Prof. dr Ignacy Decknik Zakład Agrofizyki P A N
