Wpływ stosunków wodnych na urodzajność czarnych ziem

(1)

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLVII NR 3/4 WARSZAWA 1996:9-22

M IC H A Ł L IC Z N A R , JER ZY D R O Z D

WPŁYW STOSUNKÓW W ODNYCH

NA URODZAJNOŚĆ CZARNYCH ZIEM

Instytut G leb ozn aw stw a i O chrony Ś rodow iska R o ln iczeg o A kadem ii R oln iczej w e W rocław iu

W S T Ę P

K s zta łtow a nie się w glebie optym alnych stosunków w od n y c h w o kresie w e g e

ta cyjnym m a istotne znaczenie dla produkcji roślinnej. W potencjalnie żyznych

glebach se m ihydrogenic znych stosunki w o d n o-pow ie trzne są zazw yczaj re g u lo

w a n e siecią urządzeń m elioracyjnych. S praw nie działające m elioracje w cz arnyc h

ziem iach przyspieszają w siąkanie w ody w głąb profilu, zw iększają prz e w ie w n o ś ć

gleb i um ożliw iają szybkie dotarcie tlenu do system u k orz eniow ego [Borek 1975].

S zereg op ra co w ań p ro b lem o w y c h [B aranowski 1980; G rzebisz 1988; Ł a b u d a

1987; S tępniew ski, Gliński 1985] wskazuje, że przedłużające się stresy tlenow e

w strefie korzeniow ej w yw ierają w pływ na w łaściw ości gleb i o g raniczają p o te n

cjał p lo n otw órcz y roślin. P o w szec h n a w ieloczłonow ość profilów czarnych ziem,

zm ien n o ść przestrzenna i zróżnicow anie m ikroreliefu [Borek 1975; C ierniew ski

1987; K ow aliński 1952] sprawiają, że melioracje odw a d n ia ją ce nie za w sze w

sposób o ptym alny regulują w ilgotność o m aw ianyc h gleb.

C elem pracy było określenie w pływ u głębokości zalegania p o z io m u w ody

gruntow ej i stosunków w od n y c h w poziom ach Ap na urodzajność w y b ra n y ch

p o d ty p ó w czarnych ziem.

O B I E K T Y I M E T O D Y K A B A D A Ń

B adania prz ep ro w a d zo n o na polu p ło d o zm ian o w y m w O środku D o ra d ztw a

R o ln ic zeg o w Łosiow ie. O biektem badań były w ydzielone w je g o obrębie cztery

zasięgi czarnych ziem zróżnicow anych pod w zględem m orfo lo g icz n y m . W latach

1 9 8 5 -1 9 8 8 określano urodzajność w ydzielonych p o dtypów czarnych ziem , m i e

rzono głębokość zalegania w nich poziom u w ody gruntow ej, ozn a cza n o w ilg o t

ność aktualną i niektóre właściw ości ch em iczne i fizy k o c h em iczn e p o z io m ó w Ap.

U ro d z ajn o ść gleb obliczano na podstaw ie plonu g łó w nego roślin u p ra w n y c h

u zy sk iw a n e g o z

6

poletek o pow ierzchni 2 m . R oślinam i testow ym i były:

j ę c z m ie ń ja ry odm . Kristal, bobik odm. N adw iślański, pszenica ozim a odm .

(2)

10 M. L iczna г, J. D ro zd

W plonie głó w n y m roślin upraw nych oznaczano dodatk o w o skład chem iczny

(białko surowe, w łókno surowe, tłuszcz surowy, bezazotow e w yciągow e, popiół

surow y) i zaw artość niektórych składników mineralnych (P, K, Ca i Mg).

W ilg o tn o ść aktualną gleb oznaczano na głębokości 5 - 1 5 cm w p o d staw o w y c h

fazach ro z w o jo w y ch roślin upraw nych m etodą su sza rk o w o -w ag o w ą, a głębokość

za legania poziom u w ody gruntowej m ierzono od początku kw ietnia do końca

w egetacji rośliny w skaźnikow ej. W łaściw ości gleb o znaczono następującym i

m etodam i: skład granuloinelryczny m etodą areom etryczną w edług B o u y o u co sa

w m odyfikacji C a s a g r a n d e ’a i Prószyńskiego, gęstość w łaściw ą piknom etrycznie,

gęstość o bjętościow ą w cylinderkach K o p e c k y ’ego, połow ą pojem n o ść w odną

przy pF = 2,54 - na kapilarym etrze Sekery w m odyfikacji Giedrojcia, pH w 1 M

KC1 p o ten cjom etryc znie, sum ę kationów o charakterze za sad o w y m (Ca + M g +

К + Na) m etodą P allm anna, Hh m etodą Kappena, C -ogółem m etodą Tiurina,

N -o g ó łe m m etodą Kjeldahla, N -m ineralny (N-NO^ + N -N H 4) m etodą destylacji,

P i К m etodą E g nera-R hiem a, zaś M g

m etodą Schachtschabela.

Z u z yska nych w yników oznaczeń fizycznych obliczono porow atość ogólną i

pow ietrzną. Na podstaw ie sumy kationów o charakterze za sad o w y m (S) i k w a so

w ości hydrolitycznej (Hh) obliczono pojem ność sorpcyjną i stopień w ysycania

k om p lek su kationam i zasadow ym i (V).

OMÓWIENIE W YNIKÓW

A n a liz o w a n e profile (tab. 1) reprezentują różne podtypy czarnych ziem w y

tw o rz o n e z gliny ciężkiej pylastej i średniej pylastej, zalegające na mniej lub

bardziej p rzepuszczalnych podłożach. Ich poziom y akum ulacyjne, zbliżone pod

w z g lę d em uziarnienia, charakteryzuje znaczne zróżnicow anie w łaściw ości fizy

cznych (tab.

2

), w ynikające m iędzy innymi z o dm iennych p aram etrów p o ro w a to

ści ogólnej i zdolności retencyjnych przy pF = 2,54. R elacje o m a w ia n y c h

w łaściw ości w skazują, że m im o znacznej porowatości ogólnej w poziom ie Ap

czarnej ziemi glejowej przy wilgotności aktualnej zbliżonej do P P W lub ją

przekraczającej p orow a tość pow ietrzna przyjm uje bardzo niskie wartości. P o

tw ierdz a to d o ty ch cz aso w e spostrzeżenia B orka [1975] podkreślające, że m ała

ilość m a k ro p o ró w ogranicza zaw artość i dyfuzję tlenu w profilach czarnych ziem

nie zm elio ro w an y ch . P otencjalnie najkorzystniejszy układ stosunków w o d n o -p o -

w ietrz nych w śród badanych podtypów ma czarna ziem ia właściwa.

U kład s to sunków w o d n o -pow ie trznyc h w okresie w egetacy jn y m m oże być

bardzo zróżnicow any. W a ru n k o w a n y jest on w ilgotnością aktualną gleby zależną

od ilości i rozkładu opadów oraz głębokością zalegania poziom u w ody gruntowej

w profilu. O b serw ac je wody gruntowej (rys. 1) wskazują, że m im o istnienia

m elioracji odw a d n ia ją cy ch głębokość jej zalegania była zróżn ico w a n a w obrębie

a n a liz o w an y ch profilów. Z m ieniała się w okresie w e getacyjnym i podlegała

zn a c z n y m w a haniom w poszc zególnych latach. N iezależnie od przebiegu w a ru n

ków p o g o d o w y c h w czarnej ziemi glejowej poziom wody gruntowej zalegał

płytko. W pozostałych glebach w ystępow ał znacznie głębiej i podlegał w iększ ym

w ah an io m . W suchym i bardzo ciepłym roku 1988 obniżył się naw et poza zasięg

profilu glebow ego.

W świetle danych W ilcz yńskie go [1985] m ożna sądzić, że gosp o d ark a w odna

i w ilgotność aktualna po zio m ó w Ap czarnych ziem kształtow ana je s t przy w

(3)

spół-T A B E L A 1. O pis badanych obiektów T A B L E 1. Inform ation about investigated soil units

Nr obiektu Typ i podtyp gleby Budowa profilu Gatunek gleby Kategoria stosunków wodnych

Object No Type and subtype o f soil Profile structure Soil texture Category of water relations

1 Czarna ziemia właściwa А рзо* - Aa42 - А Сбз - П С 95 - HG gcp 65 gs właściwe

Proper black earth proper

2 Czarna ziemia wyługowana А р зо - А азо - AC70 - И С 95 - IIIG gcp 70 pgm 95 gl właściwe

Leached black earth proper

3 Czarna ziemia wyługowana А р зо " А аз 5 -11С 115 ■ III G gśp 65 glp 115 żp właściwe

Leached black earth proper

4 Czarna ziemia glejowa А р зо - Аабо - А С 75 - HG gcp 75 ps okresowo p odmokłe

Gleyed black earth periodical wet

* - miąższość poziomu - thickness o f horizon gcp - glina ciężka pylasta - silty heavy loam gśp - glina średnia pylasta - silly medium loam gs - glina średnia - medium loam

gl - glina lekka - light loam

glp - glina lekka pylasta - silty light loam pgm - piasek gliniasty mocny - heavy loamy sand ps - piasek słabogliniasty - weakly loamy sand żp - żwir piaszczysty - sandy gravel

S

to

su

n

k

i

w

odn

e

c

za

rn

y

ch

zi

e

m

(4)

T A B E L A 2, N iek tóre w ła śc iw o śc i fiz y c z n e badanych gleb TA B L E 2. S o m e p h ysical properties o f in vestigated so ils

Nr profilu Profile No Poziom genetyczny Genetic horizon Głębokość pobrania Sampling depth [cm]

Gęstość - Density [g/cm3] Porowatość ogólna Total porosity

P PW -F W C pF = 2,54

Porowatość powietrzna w odniesieniu do PW Air porosity in relation to FWC

objętościowa bulk

właściwa

specific [% objęt. - vol. %\

1 Ap 5 - 1 5 1,33 2,50 44,8 31,5 15,3 AC 4 5 - 5 5 1,43 2,56 44,1 36,2 7,9 IIC 8 0 - 9 0 1,82 2,62 30,5 27,5 3,0 IIG 100-110 1,88 2,62 28,2 25,8 2,4 2 Ap 5 - 1 5 1,39 2,50 44,4 31,9 12,5 AC 5 5 - 6 5 1,52 2,56 40,6 37,2 3,4 IIC 8 0 - 9 0 1,84 2,61 29,5 16,8 12,7 IIIG 100- 11 0 1,84 2,62 29,8 26,7 3,1 3 Ap 5 - 1 5 1,39 2,52 44,8 24,2 20,6 AC 4 5 - 5 0 1,59 2,55 37,6 30,5 7,1 IIC 7 0 - 8 0 1,67 2,61 36,0 27,5 8,5 IIG 1 2 0-130 1,92 2,64 27,3 6,2 20,6 4 Ap 5 - 1 5 1,21 2,40 49,6 39,4 10,2 Aa 4 0 - 5 0 1,50 2,55 41,2 39,2 2,0 AC 6 0 - 7 0 1,62 2,61 37,8 36,6 1,2 IIG 100-110 1,89 2,64 28,4 13,5 14,9

M

.

L

ic

zn

a

r,

J. D

r

o

z

d

(5)

S to su n ki w o dne czarnych ziem

13

Rys. 1. Wahania wody gruntowej w okresie wegetacji Figure 1. O scillations o f ground water during vegetation period

u d ziale w ody gruntow ej. W ilgotność aktualna w yra żona w % P P W (tab. 3)

w skâzuje, że zachodzi to w iosną w latach m okrych i je s t dość p o w s z e c h n e w

czarnej ziemi glejowej. A naliza wilgotności aktualnej w p o szc zeg ó ln y ch fazach

r o z w o jo w y c h roślin w skazuje jed n ak , że w skutek zn a cznych w a h ań zaw artości

w ody, głó w n ie stresy tlenow e [Łabuda 1987] są cz ynnikiem ró ż nic ującym u ro

d za jn o ść b adanych p o d ty p ó w czarnych ziem.

W kształtow aniu urodzajności gleb o bok "w zględnie o ptym alnych" stosunków

w ilg o tn o ścio w y ch w a żną rolę o d g ry w a zasobność. N a w y ró w n a n y m po d w

(6)

zglę-T A B E L A 3. D yn am ik a sto sun kó w wod no-p ow ictrzn ych w p oziom ach Ap pod różnymi roślinami w latach 1 9 8 5 - 1 9 8 8 T A B L E 3. D y n a m ie o f moisture and air porosity in Ap horizons under various plants in 1 9 8 5 - 1 9 8 8

Nr Właściwości profilu Properties Profile No Jęczmień - barley 1985 3,04:* 1 ** 19,04 2 3,05 3 10,05 4 17,05 5 27,05 6 10,06 7 17,06 8 26,06 9 3,07 10 10.07 11 19,07 12 26,07 13 12,08 14 20,08 15 1 Wilgot. aktualna [9c ob j . ] Moisture [vol. %] 30,1 31,5 41,7 22,3 22,4 22,2 30.6 29,5 29,6 33,6 28,0 26,3 20,5 27.0 34,8 Wilgot. aktualna w % PPW Moisture in relation to FWC 95 100 132 71 71 71 97 94 94 107 89 83 65 86 105

Porowatość powietrzna [9c obj.] Air porosity [vol. 9c)

16,5 15,3 5.1 24,4 24.4 24,6 16,2 17,3 17,2 13,2 18,8 20,5 20,3 19,8 12,0

2 Wilgot. aktualna [9c obj.] Moisture [vol. 9c]

30,4 31,9 31.0 27,1 26,0 20,6 18,9 23,6 32,7 32.5 28,6 27,1 25,9 32,2 31,3

Wilgot. aktualna vv % PPW Moisture in relation to FWC

95 100 97 85 81 65 59 74 103 102 90 85 81 101 98

Porowatość powietrzna [9c obj.] Air porosity [vol. 9c]

14,0 12,5 13.4 17,3 18,4 23,8 25,5 20,8 11,7 11,9 15,8 17,3 18.5 12,2 13,1

3 Wilgot. aktualna [9c obj.J Moisture [vol. %]

25.7 24,6 29.6 23,2 23,8 21,5 24,0 20,9 27,6 22,7 21,4 28,8 16,5 20,4 21,1

Wilgot. aktualna w % PPW Moisture in relation to FWC

106 102 122 96 98 89 99 86 114 94 88 119 68 84 87

Porowatość powietrzna [9c obj.] Air porosity [vol. 9c]

19,1 20,2 15,2 21.6 21,0 23,3 20,8 23,9 17,2 22,1 23,4 16,0 28,3 24,4 23,7

4 Wilgot. aktualna [9c obj.] Moisture [vol. 9c]

48.8 49.0 48.4 47,0 48,0 47,4 31.3 48,4 41,3 46,8 48,6 39,9 34,3 37,0 38,8

124 124 123 119 122 120 79 123 105 119 123 101 87 94 96

Porowatość powietrzna [% obj.] Air porosity [vol. 9c]

0,8 0.6 1.2 2,6 1,6 2,2 18.3 1.2 5,3 2.8 1,0 9,7 15,3 12,6 10,8

* - termin obserwacji - observation date; ** - faza rozwojowa rośliny - development plant phase: 1 - siew - sowing, 2 - kiełkowanie - germination. 3 - wschody - emergence, 4 - trzy liście - three leaves, 5 - krzewienie - tillering. 6. 7 - strzelanie w źdźbło - shooting, 8. 9 - kłoszenie - heading, 10 - kłoszenie i kwitnienie - heading and flowering, 11 - dojrzałość mleczna - milk maturity, 12 - dojrzałość mlcczno-woskowa - milk-wax maturity. 13 - dojrzałość woskowa - wax maturity, 14 - dojrzałość pełna - full ripeness. 15 - zbiór jęczmienia - harvest.

M

.

Liczncu;

J. D

ro

zc

l

(7)

Tabela 3 cd. - continued

Nr Właściwości profilu Properties Profile

No

Bobik - broad bean 11986 2,04*

!** 11,04 ₂ 20,04₃ 2,05₄ 13,05₅ 23,05₆ 3,06₇ ₈14,06 26,06₉ 8,07₁₀ 18,07₁₁ 30,07₁₂ 14,08₁₃ 25,08₁₄ ₁₅5,09 1 Wilgotność aktualna [% obj.]

Moisture [vol. %\

31,8 31,7 19,6 22,4 27,9 19,6 20,6 21,7 19,4 17,8 13,8 23,3 20,6 27,2 25,6

101 101 62 71 89 62 65 69 61 56 44 74 63 86 81

Porowatość powietrzna [% obj.] Air porosity [vol. %]

14,8 15,1 27,2 24,4 18,9 27,2 26.6 25,1 27,4 29,0 31,0 23,5 26,2 19,6 21,2

2 Wilgotność aktualna [% obj.] Moisture [vol. %\

31,5 29,3 25,7 26,3 30,0 17,8 18,4 20,0 19,0 19,5 12,3 12,1 23,1 20,6 22,6

Wilg. aktualna w % PPW Moisture in relation to FWC

99 93 81 82 94 56 78 63 60 61 38 40 72 64 71

Porowatość powietrzna [% obj.] Air porosity [vol. %)

12,9 15,1 18,7 18,1 14,4 26,6 26,0 24,4 25,4 24,9 32,1 32,3 21,3 23,8 21,8

3 Wilgotność aktualna [% obj.] Moisture [vol. %]

27,3 28,3 21,6 24,8 27,1 18,0 18,5 19,3 14,6 12,1 10,6 26,5 24,3 25,6 22,9

Wilgot. aktualna w % PPW Moisture in relation FWC

113 117 89 102 112 74 76 80 60 50 44 109 100 106 95

17,5 16,5 23,2 20,0 17,3 26,8 26,3 25,5 30,2 32,7 34,2 18,3 25 19,2 21,9

4 Wilgotność aktualna [% obj.] Moisture [vol. %)

41,0 40,7 39,6 35,9 36,0 26,8 28,2 24,2 26,6 17,7 15,9 32,6 31,5 29,7 37,7

Wilgot. aktualna vv % PPW 104 103 100 91 91 66 72 61 67 45 40 83 80 75 96

Porowatość powietrzna [% obj.] Air porosity [vol. %}

8,6 8,9 10,0 13,7 13,6 22,8 21,4 25.4 23.0 31,9 33,7 17,0 18,1 19.9 11,9

* termin obserwacji observation date; ** laza rozwojowa rośliny development plant phase; 1 siew sowing, 2 kiełkowanie germination, 3 -wschody - emergence, 4 - 1 , 2 liście, formowanie pędu - 1,2 leaves, formation o f shoot. 5 - 4,5 liści - 4,5 leaves, 6 - 7,9 liści, formowanie kwiatostanu - 7,9 leaves and formation o f inflorescence, 7,8,9,10 - kwitnienie i wykształcanie strąków - flowering and formation of pods, 11, 12 - dojrzałość zielonożółta - green-yellow maturity, 13, 14 - dojrzałość pełna - full ripeness, 15 - zbiór bobiku - harvest

S

to

su

n

k

i

wodne

c

za

rn

y

ch

z

ie

m

(8)

Tabela 3. cd. - con tin u ed

No

Pszenica ozima - winter wheat 1987 8,11* 1** 3,04 2 17,04 3 29,04 4 6,05 5 15,05 6 20,05 7 5,06 8 12,06 9 25,06 10 7,07 11 21,07 12 6,08 13 14,08 14 25,08 15 1 Wilgotność aktualna [% obj.]

Moisture [vol. %]

30,3 30,7 27,9 26,6 25,1 27,6 22,2 20,7 15,3 27,3 20,4 20,8 27,8 25,5 18,4

96 97 86 84 80 88 70 66 49 87 65 66 88 81 58

Porowatość powietrzna [% obj.] Air porosity [vol. %\

16,5 16,1 20,9 20,2 21,7 19,2 24,6 26,1 31,5 19,5 26,4 26,0 19,0 21,3 28,4

27,8 30,3 26,5 20,3 18,1 28,0 26,8 25,0 24,7 26,6 23.1 19,7 29,1 28,2 26,3

87 95 83 64 57 88 84 78 77 83 72 60 91 88 82

13,6 14,1 17,9 24,1 26,3 16,4 17,6 19,4 19,7 17,8 21,3 24,7 15,3 16,2 18,1

27,1 29,5 28,6 26,7 23,6 26,0 25,0 23,9 18,1 27,1 21,3 20,7 21,6 23,0 23,0

120 122 118 110 97 107 103 89 75 112 88 85 89 88 95

17,7 15,3 16,2 18,1 21,2 18,8 19,8 20,8 26,7 17,7 23,7 24,1 23,2 23.5 21,7

35,4 46,7 43,5 41,0 37,0 37,8 41,7 40,3 35,7 37,1 38,6 41,9 41,4 40.8 40,5

90 118 110 104 94 96 106 102 78 94 98 106 105 104 103

14,2 2,9 6,1 8,6 12,6 11,8 7,9 9,3 13,9 12,5 11,0 7,7 8,2 8.8 9,1

* - termin obserwacji - observation date; ** - faza rozwojowa rośliny - development plant phase; 1 - wschody - emergence, 2,3,4 - krzewienie - tillering, 5,6 - strzelanie w źdźbło - shooting, 7,8,9 - k ł o s z e n i e - heading, 1 0 - kwitnienie -flo w er in g , 11 - dojrzałość m l e c z n a - milk maturity, 12, 1 3 -d ojrzałoś ć w osko wa - wax maturity, 14 - dojrzałość pełna - full ripeness, 15 - zbiór pszenicy - harvest.

M

.

L

ic

zn

a

r,

J. D

r

o

z

d

(9)

Tabela 3 cd. - continued

No

Rzepak ozimy - winter rape 1988 31,08* 1** 13,04 2 23,04 3 4,05 4 14,05 5 25,05 6 4,06 7 15,06 8 2,06 9 6,07 10 1 Wilgot. aktualna [% obj.]

Moisture [vol. %]

18,3 26,6 19,7 16,6 13,4 20,1 12,7 29,8 10,7 18,0

58 84 62 53 42 65 40 95 34 57

Porowatość powietrzna [% obj.j Air porosity [vol. %]

28,5 20,2 27,1 30,2 33,4 26,3 34,1 17,0 36.1 28,8

2 Wilgot. aktualna [% obj.] Moisture [vol. %\

26,3 24,0 16,4 14,7 11,8 14,0 13,8 25,8 19.9 19,8

82 75 51 46 37 44 43 81 62 62

18,1 20,4 28,0 29,7 32,6 30,4 30,6 18,6 24.5 24,6

3 Wilgot. aktualna [% obj.] Moisture [vol. %]

23,1 22,9 16,7 13,0 12.3 14,4 15,2 23,3 11,2 10,4

95 95 69 54 51 59 63 96 46 43

21,7 21,9 28,1 31,8 32,5 30,4 29,6 21,5 33,6 34,4

4 Wilgot. aktualna[% obj.] Moisture [vol. %]

40,5 29,5 27,5 21,3 29,4 27,7 28.2 27,6 13,2 25.2

103 75 70 54 75 70 71 73 33 64

9,1 20,1 22,1 28,3 20,2 21,9 21.4 21,0 36,3 24,4

* - termin obserwacji - observation date; ** - faza rozwojowa rośliny - development plant phase; 1 - wschody - emergence, 2 - formowanie liści - formation o f leaves, 3,4 pędy kwiatostanowe — flowering shoots, 5,6 kwitnienie flowering, 7,8 — dojrzałość zielona green maturity, 9 dojrzałość techniczna -technological maturity, 10 - zbiór rzepaku - harvest

VI

S

to

su

n

k

i

wodn

e

cz

ar

n

y

ch

z

ie

m

(10)

18 M. L ic zn a r, J. D ro zd

T A B E L A 4, Niektóre w ła ś c iw o ś c i fizyk o ch em icz n e i c h e m ic zn e p o z i o m ó w Ap T A B L E 4. S o m e ph y sico -ch em ica l and che mical properties o f A p horizons Nr profilu Profile N o pH in KCl Hh S T V С og. Total С N og. Total N Formy przyswajalne Ava ilable forms N min. P К [ m g / 100 g] M g [ m c / 1 0 0 g ] l 'c\ 1985 1 6,9 0 ,3 9 2 5 ,4 9 25,88 98,5 1680 2 1 0 2 ,1 0 8,0 14,1 8,9 2 5,9 1,57 15,12 16,69 90,6 1220 130 2,4 2 8,0 18,7 8,9 3 6,7 0,48 10,40 10,88 95,6 1080 130 2,2 2 8,8 29 ,9 6,2 4 6,8 0 ,9 2 2 8 ,1 9 29,11 96,8 2 6 7 0 2 5 0 2Д)5 4.6 12,8 7,8 1986 1 7,0 0,51 2 4 ,6 8 2 5 ,1 9 98 ,0 1370 160 3,20 6,8 15,3 9,7 2 6,2 1,02 15,71 16,73 93 ,9 1030 120 3,05 6,3 14,5 7,9 3 6,7 0 ,68 12,44 13,12 94,8 8 70 90 2,8 4 7,7 20,3 4,1 4 7,4 0 ,7 2 2 7 ,1 8 2 7 ,9 0 97 ,4 2 2 8 0 21 0 2 ,82 3,6 9,5 8,6 1987 1 7,0 0 ,48 2 5 , 6 4 2 6 ,1 2 98,2 1500 150 3,04 7,9 9,5 8,0 2 5,8 1,26 16,97 18,23 93,1 1200 130 2,98 5,5 9,1 7,8 3 6,5 1,42 11,69 13,11 89 ,2 9 90 110 2,74 9,3 17,4 5,7 4 6,7 0 ,6 0 26 ,8 3 2 7,47 97,7 2 9 3 0 2 5 0 2,4 2 4.4 6.6 11,6 1988 1 6,9 0,35 2 5 ,3 6 25,71 98,6 1390 150 2,96 14,0 10,4 8,9 2 6,0 1,09 18,15 19,24 94,3 1260 140 2,68 9,2 15,3 6,5 o 6,3 1,09 12,80 13,89 92,1 1020 120 2,8 4 6,4 27,8 4,6 4 6,7 0 , 3 6 2 5 , 8 2 2 6,18 9 8,6 2 4 9 0 220 2,10 8,9 13,3 1 1,7

dem agro te ch n icz n y m polu zaw artość m akroe lem entów (tab. 4) nie w yka zuje

często ścisłego zw iązku z potencjalną ich ilością w ynikającą z pojem ności k o m

pleksu sorpcyjnego i zawartości próchnicy. Dotyczy to głów nie czarnej ziemi

g lejow ej, w której ilości N m ineralnego i P przysw ajalnego nie korelują z z a w a r

tością próchnicy. W sk a zu je to, że panujące w tej glebie stosunki tlenow e o g ra n i

czają ró w n ie ż tem po procesów wietrzenia i mineralizacji. P ow yższe spostrzeżenia

w y d a ją się św iadczyć, że w ilgotność aktualna w w ydzielonych p o dtypach c z a r

nych ziem bezpośrednio i pośrednio kształtuje urodzajność oraz m oże w pływ ać

na skład che m ic zn y roślin i ja k o ś ć plonów. Potw ierdzają to wyniki badań (tab. 5

i

6

) w sk az u jące je d n o zn a czn ie , że w ysoko i w m iarę w iernie plonują rośliny

u p ra w ia n e na czarnej ziemi właściwej. U kształtow any w tym obiekcie korzystny

układ stosunków w o d n y c h przy dostatecznej zawartości składników p o k a r m o

w ych sprzyjał wysokiej urodzajności. Mniej stabilne, p rzew ażnie niższe plony,

u zy sk a n o na obszarach zalegania czarnych ziem w y łu g o w a n y ch (profile 2 i 3).

Najgorzej p lo nującym obiektem była czarna ziem ia glejowa. U rodzajność w z g lę

dna o m aw ianej gleby w ahała się w granicach 5 3 - 8 7 % i była szczególnie niska w

latach upraw y roślin zbożow ych. W świetle danych z literatury [B aranowski 1980]

i est to w a ru n k o w a n e niską porow atością pow ietrzną tych gleb. Nieco w yższe

piony w zględne bobiku i rzepaku ozim ego wskazują, że m im o w iększego z a p o

trzebow ania na wodo ! Borvsiak

! ° ' ~ 0

Panek

1

983, W ilczyński 1985.. W itek 1979]

(11)

T A B E L A 5. U rodzajność badanych gleb T A B L E 5. P rod uctivity o f investigated so ils

Rok Year

R oślina uprawna Plant

U rodzajność gleb [t/ha] - Productivity o f soils Obiekt - object

N I R o , o 5

L SD (h)5

Warun ki k lim atyczne C lim atic dates

Гт-»-.г1л1 t o r n « г°гч Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4 w p t i v j j l i n i u j precipitation LV^llip. L V-"J temperature 1985 Jęczm ień jary Spring barley 100,0a 5 ,9 5 b 5 , 7 5 - 6 ,10c 90 ,4 5,62 5 ,1 5 -5 ,9 0 90 ,8 5 ,4 0 4 ,9 5 -5 ,9 5 57,8 3,44 3 ,2 5 -3 ,7 5 0,33 6 7 4 7,3 1986 B obik Broad bean 100,0 6,7 4 6 ,5 7 -6 .9 8 77 ,2 5,20 4 ,2 9 -5 ,7 8 75,8 5,11 4 ,0 7 - 5 ,6 0 64,5 4,35 3 ,2 6 -5 ,0 9 0 ,6 7 6 62 8,0

1987 P szen ica ozim a W inter w heat 100,0 6,02 5 ,1 0 -6 ,8 0 100,5 6,05 5 ,5 5 -7 ,5 0 87,5 5,2 7 4 ,0 0 -6 ,1 5 53.5 3,22 2 ,5 0 -3 ,8 5 0,81 645 7,3 1988 Rzepak ozim y W inter rape 100,0 4 ,3 4 3 .8 5 -4 .7 0 123,0 5,35 4 ,8 0 -5 ,7 0 85 ,0 3,69 3 ,9 5 -4 .3 0 86.6 3.76 3 ,5 0 -4 ,0 0 0,44 600 9,1

Wartości średnie z w ielo lecia - M any years clim atic dates 5 9 0 8,3

a plonowanie względne - relative yield b wartość średnia plonu - medium yield c wahania plonów - oscillation o f yield

S

to

su

n

k

i

wo

dn

e

cz

a

rn

y

ch

zi

e

m

(12)

T A B E L A 6. Skład chem ic zn y i zaw artość niektórych skła d ników mineralnych w plonie g ł ó w n y m [c/c s.m.j TA B L E 6. Chem ic al c om p osition and contents o f so m e mineral c om ponents in the yield [% o f d.m.]

Roślina Nr Skład chem ic zn y - Chem ical com posi tion Zawartość skła d ników mineralnych

Plant obiektu białko włó kn o tłuszcz b eza zo to w e popiół Contents o f mineral com p on en ts Obiect N o surowe crude protein surowe crude fibre surowy crude fat w y c i ą g o w e nitrogen free extract surowy crude ash P К Ca M g Jęczm ień 1 13,32 3,74 2,5 2 77 ,85 2,58 0,29 0 ,3 9 0 ,07 0 .1 0 jary 2 12,19 3,21 2,51 79 ,2 6 2,83 0,33 0,41 0,08 0 ,1 0 Spring 3 13,22 3,61 2 ,56 7 7 ,8 2 2 ,8 0 0,33 0 ,4 2 0,07 0,1 0 barley 4 10,42 3,52 2,87 81,01 2,18 0,2 7 0,3 3 0 .07 0 ,09 N I Ro.o5 L S Do.05 0,78 0,30 0,1 9 0,89 0 ,3 0 0 , 0 1 4 0 ,0 3 7 0 ,005 0 ,003 Bobik 1 27,53 6,95 1,57 59 ,78 3,78 0,6 7 0,03 0 ,09 0 ,13 Broad 2 26,58 6,90 1,66 6 1 ,0 0 3,86 0,69 0 ,1 4 0,0 9 0 ,1 4 bean 3 27 ,85 6,91 1,50 59 ,9 9 3,73 0,6 7 0,13 0,08 0 ,13 4 27 ,38 7,44 1,46 59,98 3 ,7 4 0,67 0,13 0,0 9 0 ,1 4 N I Ro.o5 L S Do.05 1,12 0,76 0,23 1,17 0,15 0 ,0 4 0,003 0 ,003 0 , 0 0 4 Pszenica 1 12,22 2,82 2,46 80 ,62 1,87 0,45 0 ,42 0 ,04 0 ,1 2 ozim a 2 13Л 2 2,33 2,54 80,16 1,83 0,47 0 ,4 2 0,33 0,1 2 Winter 3 11,81 2,83 2,37 8 1,00 1,98 0,45 0,41 0 ,0 4 0,1 2 wheat 4 7,62 2,96 2,88 84,38 1,93 0,3 7 0 , 4 6 0 ,0 4 0 ,1 0 N I Ro.05 L S Do.05 0,82 0,40 0,28 0,98 0 ,1 2 0,01 0.05 0 ,003 0 ,0 0 3 Rzepak 1 2 2 ,3 4 11,27 47,68 14,72 3,9 9 0,81 0,83 0 ,54 0 , 3 2 o zim y 2 2 3,28 10,69 46,29 15,60 4,13 0 ,86 0,91 0 ,5 0 0,31 Winter 3 2 0,68 11,61 4 9,32 14,50 3,8 9 0,78 0 ,8 4 0 ,49 0,3 0 rape 4 2 2 ,1 6 11,1 4 7,44 15,32 3,88 0,7 7 0,87 0 ,5 2 0 ,3 0 N I Ro.o5 L S Do.05 1,48 0,81 0,65 1,61 0,09 0,05 0,05 0,0 3 0,0 2 3

M

.

Licz

nc

ir,

J. D

r

o

z

d

(13)

Sto su n ki w o dne czarnych ziem

21 zbyt duża w ilgotn ość w warstwie ornej czarnej ziem i glejow ej ogranicza rów nież

jej potencjał produkcyjny.

Układ stosunków w odno-pow ietrznych badanych podtypów czarnych ziem

w płynął ponadto na skład chem iczny plonów i zawartość w nich składników

m ineralnych. Rośliny zb ożow e z obszaru zalegania czarnej ziem i glejow ej reago

wały na niekorzystny układ stosunków w odno-pow ietrznych obniżką syntezy

białka, w zrostem ilości tłuszczu surow ego i bezazotow ych w yciągow ych [D e-

chnik i in. 1990]. Zm niejszała się rów nież w nich ilość składników popielnych, w

tym głów n ie fosforu. Potwierdza to akcentowane już w literaturze [Anikier,

Gorbushina 1974; Łabuda 1987; Stępniew ski, Gliński 1985; Stępniew ski, Przy

wara 1990] spostrzeżenie, że nawet krótkie okresow e zalew y gleb w odą m ogą

w yw ierać ujemny w pływ na pobieranie niektórych jonów przez rośliny. Brak

istotnych różnic w składzie chem icznym bobiku w św ietle danych S tęp n iew sk iego

i Przywary [ 1990] m ożna tłum aczyć w iększą odpornością roślin m otylkow ych na

stresy tlenow e.

W uprawie rzepaku nie stwierdzono rów nież w pływ u stresów tlenow ych na

je g o skład chem iczny z wyjątkiem zawartości popiołu.

Podsum ow ując p o w yższe spostrzeżenie m ożna stwierdzić, że m im o stoso w a

nia jednakow ych zabiegów agrotechnicznych uzyskane efekty produkcyjne na

obszarze w ystępow ania czarnych ziem m ogą być zróżnicowane. Z ależy to g łó w

nie od układu stosunków w odno-pow ietrznych w badanych podtypach czarnych

ziem .

WNIOSKI

1. G łów nym czynnikiem ograniczającym potencjał plonotw órczy czarnych

ziem są stresy tlenow e pow odow ane w ysokim poziom em zalegania w ód grunto

w ych.

2. Duża w rażliw ość roślin zbożow ych na stresy tlenow e, wyrażona istotną

obniżką plonu i pogorszeniem jeg o jakości, wskazuje na konieczność ograniczenia

ich uprawy na obszarze zalegania czarnych ziem glejow ych.

LITERATURA

A n ik ier V. N., G orb ush in a N. M ., 1974: Wlijanije uwłażenia poczwy na sodierżanie losłornych sojcdincnij w jaczmienic. Biologiczeskije Nauki. 2: 88 -91.

B a ra n o w sk i R ., 1980: Wpływ gęstości gleby na jej agrotechniczne właściwości. Rocz. Glebozn. 31, 2: 15-31.

B orek S., 1975: Kierunki zmian właściwości czarnych ziem błońsko-sochaczewskich po drenowaniu. Rocz. Glebozn. 26, 1: 101-140.

B o ry sia k M., 1979: Wpływ deszczowania na rozwój i plony rzepaku ozimego. Zesz. Probl. Post. Nauk R o i 229: 7 9 - 8 8 .

C iern iew sk i J., 1987: Zmienność przestrzenna czarnych ziem wycinka Równiny Kościańskiej określona na podstawie badań przekrojów glebowych. Rocz. Glebozn. 37, 4: 9 5 -1 1 1 .

D ech n ik I., Ł a b u d a S., F ilip ek T., 1990: Reakcja jęczmienia jarego na zróżnicowaną wilgotność i wys ycenie kompleksu sorpcyjnego gleby kationami. Rocz. Glebozn. 61, 3/4: 9 5 -1 0 0 .

G rzeb isz W ., 1988: Warunki wodno-powietrzne gleby a rozwój systemu korzeniowego roślin upraw nych. Fragm. Agron. 3/19: 5 7 -6 9 .

(14)

22 M . Licznar, J. D ro zd

L a b u d a S., 1987: Wpływ stresów tlenowych w glebie na zawartość składników mineralnych w roślinach. Probl. Agrofiz, 52, Ossolineum PAN, 84 s.

P anek K ., 1983: Zmienność plonu i cech plonotwórczych bobiku w zależności od warunków wodnych. Zesz. Nauk. AR Wrocław, Melioracja 24, 142: 127-132.

S tęp n iew sk i W ., G lińsk i J., 1985: Reakcja roślin na stan areacji gleby. Probl. A gro fi z. 45. Ossolineum PAN, 73 s.

S tęp n iew sk i W ., P rzyw ara G ., 1990: Influence of soil oxygen availability on dry matter and mineral composition o f soybean and winter rye roots. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 385: 1 17-126.

W ilczy ń sk i A. W ., 1 985: Gospodarka wodna w glebie gliniastej pod roślinami w płodozmianic. Rocz. Gleboz.il. 36, 3: 109-122.

W itek T., 1979: Wpływ jakości gleby na plonowanie roślin uprawnych. Zesz. Probl. Posi. San k Roi. 224: 35 -4 6 .

M. LICZNAR, J. DROZD

INFLUENCE OF W ATER RELATIONS

ON THE PRODUCTIVITY OF BLACK EARTHS

Institute o f So il S c i e n c e and Agr icultu ral E n v ir o n m e n t Pro tection, Agr icu ltu ra l U n iv e r s ity o f W r o c ł a w

S U M M A R Y

T h e influence o f the depth o f ground w ater level and the m oisture in the Ap

horizon (5 - 1 5 cm) on the productivity o f som e substypes o f black earths was

investigated on the crop rotation field. Spring barley, broad bean, w inter w heat

and w inter rape were the tested plants. It has been found that oxygen stresses

ca used by high level o f the ground water are the main factors limiting the yield

potential. A particular sensibility of crops on the disadvantageous w ater-air

relations reflected by the yield reduction and its quantity shows the necessity o f

lim iting their cultivation on the gley black earths with high ground w ater level

during the w hole vegetation period.

Prof. d r hob. Michał Licznar

Instytut G lebozn aw stw a i Ochrony Środowiska Rolniczego A kad emia Rolnicza we Wrocławiu

Wpływ stosunków wodnych na urodzajność czarnych ziem

M IC H A Ł L IC Z N A R , JER ZY D R O Z D