Działanie niektorych syntetycznych substancji strukturotwórczych na dwóch rodzajach gleb

MIECZYSŁAW BIRECKI, ZYGMUNT ZIMNIAK

DZIAŁANIE NIEKTÓRYCH SYNTETYCZNYCH SUBSTANCJI STRUKTUROTWÓRCZYCH NA DWÓCH RODZAJACH GLEB

Z akład O gólnej U p ra w y R oli i R o ślin SG G W W arszaw a

W ytworzenie trwałej wodoodpornej struktury gleby drogą zabiegów agrotechnicznych wymaga najczęściej długiego okresu czasu. Stąd też w ostatnich dziesiątkach lat w iele pracuje się nad nadawaniem struktu­ ry glebie za pomocą substancji strukturotwórczych. Korzystne działanie większości syntetycznych substancji strukturotwórczych uwidacznia się głównie na glebach ciężkich. Na glebach lekkich efekty ich działania są nieznaczne [1]. Dlatego wartość produkowanych środków strukturo­ twórczych powinna być badana jednocześnie na glebach ciężkich i lek­ kich. Wszak większość naszych gleb to gleby lekkie.

Celem przedstawionych badań było porównanie w pływ u różnych stę­ żeń trzech syntetycznych substancji strukturotwórczych na ilość i ja­ kość (wodoodporność) agregatów strukturalnych dwóch różnych pod względem składu mechanicznego gleb. Doświadczenie to przeprowadzono w laboratorium na glebie lekkiej (piasek słabogliniasty — naważka 1 kg) i ciężkiej (glina lekka — naważka 0,9 kg) w sześciu powtórzeniach.

Pierwsza gleba miała pH w KC1 4,7— 5,8, próchnicy zawierała 0,95— 1,30%, a cząstek: > 1 mm — 3,5%, od 1 do 0,1 mm — 85%, od 0,1 do 0,02 mm — 10%, < 0 ,0 2 mm — 5%; glina natomiast miała pH wr KC1 6— 7, próchnicy 2— 2,5%, a cząstek 1 mm — 6,7%, od 1 do 0,1 mm — 50%, od 0,1 do 0,02 mm — 20%, a < 0,02 mm — 30%.

Na obu rodzajach gleb doświadczenia założono w ten sam sposób (tabl. 1).

Sopolimer 8 (metaakryloamid + kwas m etaakrylowy) i poliakryloamid (pochodna kwasu akrylowego) były pochodzenia radzieckiego, preparat typu VAMA otrzym ał syntetycznie doc. W. D ahlig1. Jest to preparat

nowy, nie stosow any dotychczas w kraju2. Na glebie ciężkiej stosowano tylko poliakryloamid i preparat typu VAMA. Substancje dodawano do dobrze wym ieszanej gleby w postaci roztworów wodnych. Wilgotność gleby utrzym ywano w ciągu całego okresu trwania doświadczenia (3 ty­ godnie) na poziomie 60°/o pełnej pojemności wodnej. Wodę wlewano na dno krystalizatorów za pomocą rurki szklanej.

T a b l i c a 1 Schemat d o św iadczen ia z suostan cjam i struktu rotw órczym i

Symbol kombinacj i Nazwa s u o s t a n c ji S tę ż e n ie w s.m . g le b y% С 0 0 ,0 0 0 s i So p cllsier 6 0 ,0 0 2 32 0 ,0 0 6 S,_J 0 ,0 1 0 f o i i a i r y l c siziid 0 ,0 1 0 F~ 0,0 3 0

A

Po tym okresie pobrano 400 g gleby do oznaczania ilości frakcji agre­ gatów m echanicznie trwałych drogą przesiewania na sucho. Oznaczano zawartość frakcji: > 3 mm, 3— 1 mm i 1— 0,25 mm. Z frakcji 3— 1 mm, jako szczególnie cennej z rolniczego punktu widzenia, pobrano próby w celu określenia jej wodoodporności. Określono zawartość gruzełków wodoodpornych w tej frakcji oraz ilość gruzełków wielkości 1— 0,25 mm, powstałych w czasie jej rozmywania. Oznaczenia tego dokonano na pod- stawie jednej z metod szalkowych [3]. Przebieg oznaczenia był następu­ jący: 10 ą gleby równomiernie rozmieszczano na bibule umieszczonej w szalce Petriego, dodawano małą ilość wody na okres 5 min celem nasy­ cenia kapilarów, następnie dodawano określoną ilość wody do całkowitego zanurzenia gleby. Po 4 godzinach w^odę odpipetowano i po przesuszeniu drogą przesiewania oznaczono ilość gruzełków wielkości 3— 1 mm i 1— 0,25 mm. Oznaczeń dokonano w czterech powtórzeniach, otrzymane wyniki opracowano statystycznie.

W celu zbadania reakcji gleby lekkiej na działanie użytych substan­ cji w serii z piaskiem słabogliniastym odważono po 300 g gleby z każdego krystalizatora i zasiano jęczmień (10 ziarn na krystalizator).

2 Panu D o c e n to w i Z y g m u n to w i E ck stein o w i za d o sta rczen ie prep aratu typ u V A M A oraz cen n e u w a g i w czasie o p r a co w y w a n ia w y n ik ó w au torzy serd eczn ie dzięk u ją.

D ziałanie substancji strukturotwórczych na glebę 283

ZAW A R TO ŚĆ F R A K C JI M ECH A N IC ZN IE TRW A ŁYC H

G l e b a l e k k a . W pływ badanych substancji na zawartość frakcji m echanicznie trw ałych przedstawiony jest na rys. 1. Z wykresu oraz obliczeń statystycznych wynika, że na glebie lekkiej ilość frakcji 3— 1 mm nie ulega istotnym zmianom pod w pływ em stosowanych sub­ stancji. W frakcjach > 3 mm i 1— 0,25 mm różnice są nieco większe (tabl. 2).

R ys. 1. W p ływ różn ych stężeń b ad an ych su b sta n cji stru k tu ro tw ó rczy ch na za w a r­ tość fr a k c ji m ech a n iczn ie trw a ły ch : a — g leb a lek k a, b — g leb a ciężka

1 — f r a k c j a > 3 m m , 2 — f r a k c j a 3 — 1 m m , 3 — f r a k c j a 1 — 0,25 m m T a b l i c a 2 Pr oce n to wa z a w a r t o ś ć f r a k c j i m e c h a n i c z n i e t r w a i y c h w z a l e ż n o ś c i od s t o so w a n y ch s u o s t a n c i i f t r u/, t с т о t w ó r cz y ch р г а к сj a 0 SopcJ i - mer 3 l o l i a ^ r y -loaitivi . r r e ^ o r a t typu VÆiA P r z ę d z . u i n o ć c i i EIL 1 >Ł 1 1 ,4 1 , 7 4 -i.-’v , c-t JLj r* o o c 5 , 8 DÜ, 1 3 , 8 p P - o , 9 b

Sopolimer 8 i poliakryloamid wpływ ają mniej więcej jednakowo na zawartość obydwu frakcji. Preparat typu VAMA wykazuje istotny w pływ zgruźlający (wyższa zawartość frakcji > 3 mm i niższa 1— 0,25 mm).

Ponadto we frakcji > 3 mm stw ierdziliśm y istotne różnice m iędzy kombinacjami.

Najwyższą zawartość frakcji > 3 mm stw ierdziliśm y pod w pływ em stosowania wyższych stężeń preparatu typu VAMA; Sopolimer 3 i poli- akryloamid w zasadzie (z wyjątkiem P2) nie różniły się m iędzy sobą.

T a b l i c a 3

P r z e c ię tn a procentowa zaw artość fr a k c j i 3 mm w p o szczeg ó ln y ch kom binacjach dośw iad czen ia

0 _Si s 2 _{S3 P2 P3} Vi V2 V3 P rzędz.u fn o śc i

7,2 7,3 5,9 6,5 6,5 3,8 4,5 9,3 10,5 14,5 3,01 P - 0,95

G l e b a c i ę ż k a . Na glebie ciężkiej działanie tych substancji jest bardziej widoczne i równomierniejsze, szczególnie w przypadku frakcji 3— 1 mm. W tej frakcji oraz w > 3 mm w ystępują istotne różnice m iędzy kombinacją kontrolną (0) i kombinacjami, w których stosowano badane substancje (tabl. 4).

T a b 1 i с 3 4 Ś rednia procentowa zaw artość f r a k c ji m echanicznie trw ałych w p o sz cz e g ó ln y c h kom binacjach 0 i s u b s ta n c ji struktu rotw órczych

Frakcja _- Su bstancje

struk tu rotw órcze

P r z e d z ia ł u fn o śc i 3 aa 50,3 4 4 ,2 5,87 3 - 1 2П 23,1 1 i 31,1 i 2 ,1 2 P - 0,95

Pod w pływ em stosowania badanych substancji istotnie zm niejszyła się ilość frakcji > 3 mm, a zwiększyła się ilość agregatów 3— 1 mm, co z rolniczego punktu widzenia jest pożądane. W frakcji 3— 1 mm istotne były również różnice między substancjami strukturotwórczymi. W kom­ binacjach z poliakryloam idem było średnio 30°/o gruzełków tego rozmiaru. Kombinacje z preparatem typu VAMA dały 32,5% przy przedziale ufności równym 1,13° У

Zawartość frakcji 3— 1 mm była jeszcze bardziej zróżnicowana w po­ szczególnych kombinacjach doświadczenia (tabl. 5).

Podobnie jak poprzednio wyższe stężenia preparatu typu VAMA w y ­ wierają najkorzystniejszy w pływ na zawartość tej frakcji. Trzeba za­ znaczyć, że różnice spowodowane stężeniami preparatu VAMA w

prze-Działanie substancji strukturotwórczych na glebę 285

T a b j i c a 5 ored nia zaw artość f r a k c j i 3 -1 om w p o szczeg ó ln y ch kombinacjach

dośw iadczen ia wyrażona w %

0 _{h *2}

P3 V- v 2 V3 przędz i a ł u fn o śc i

2 3 ,1 2 8 ,3 3 0 ,0 3 1 ,7 3 1 ,3 3 2 ,5 3 2 ,8 0 ,7 4

P - 0 ,9 5

ciw ieństw ie do poliakryloamidu są nieznaczne i nie zawsze udowodnione. Św iadczy to być może o zbędności stosowania m aksymalnej (przyjętej przez nas) dawki tej substancji.

W O D OO DPO RN O ŚĆ A G R EG A TÓ W ST R U K T U R A L N Y C H 3— 1 MM

G l e b a l e k k a . W yniki oznaczeń wodoodporności przedstawione są na rys. 2. Jak widać, frakcja 3— 1 mm gleby lekkiej w przeciwieństwie do gleby ciężkiej uległa w dużym stopniu rozpadowi niezależnie od rodzaju i stężenia substancji strukturotwórczej. Różnice m iędzy kombi­ nacjami są niesystem atyczne i nieudowodnione statystycznie. Wyższe stężenia poliakryloamidu i preparatu typu VAMA wykazują jedynie pewne tendencje do zwiększenia wodoodporności. Uw agę zwraca prawie jednakowa wodoodporność frakcji 3— 1 mm na glebie lekkiej i ciężkiej w kombinacjach kontrolnych (O). Można by przypuszczać, że mogła mieć

70 - 656 0 5 5 -o4 ^ 5 0 - 4 5 -Й ^ 4 0 - :з ^35"*Л зо 2 5 -2 0 1 5 -S; S 2 S3 P, p2 P3 V, V? V3 0 P, P, P, V, V? v3

R ys. 2. W odoodporność a g reg a tó w fra k cji 3— 1 m m w z a leż n o ści od stężeń stoso­ w a n y ch su b sta n cji: a — gleb a lek k a, b — g leb a ciężka;

na to w pływ zawartość cząstek pierwotnych 1 mm w glebie lekkiej. Analiza mechaniczna w ykazuje jednak, że cząstki te m ogły ewentualnie mieć w iększy w pływ na wodoodporność gleby ciężkiej, która zawierała ich 6,7%, a nie gleby lekkiej zawierającej cząstek o średnicy > 1 mm 3,5%. Wymaga to dokładniejszego zbadania, niemniej w ydaje się, że naturalna wodoodporność tej frakcji jest dość stabilna i ulega stosunkowo m ałym wahaniom.

G l e b a c i ę ż k a . Na glebie ciężkiej zależność wodoodporności od rodzaju i stężenia substancji strukturotwórczej jest bardzo wyraźna i udowodniona statystycznie (tabl. 6).

T a b l i c a 6

Średnia w cdcoćpornsśJ i r a k c j i * z n le ż c c ś e i od rodzaju i s t ę ż e n ia s u b s ta n c ji stri^ ctu rotw ćrczej wyrażona w %

F rakcje 3 r o i i a k r v -l o a s i d r r e c a r a t typu Ч Ш 1 [P rz e d z ia ł u fn o śc i ? 1 V1 p2y2 _РЛ P r z e d z ia ł_{u fn o śc i} 3 - 1 mm 4 0 , 2 ^4 , j 6 8 , 5 3 , 6 7 1 5 4 , 7 6 4 , 2 6 6 , 2 3 , 1 8 1 - 0 , 2 5 mm 4.2,3 ! \ 3 3 , 5 i 2 3 , 4 2 , 4 5 3 4 , 4 2 6 , 2 2 4 , 6 3 , 0 0 P - 0 ,9 5

Widzimy, że preparat typu VAMA powodował wyższą niż poliakrylo- amid wodoodporność frakcji 3— 1 mm. Różnice w wodoodporności agre­

gatów m iędzy wyższym i stężeniami stosowanych preparatów ( P 2 . V 2

i P 3 V 3 ) były nieistotne.

Średnia w7odocdporność frakcji 3— 1 mm z kombinacji kontrolnej (0) wynosiła 40,2%, średnia z kombinacji, w których stosowano substancje strukturotwórcze, 61,7°/o przy przedziale ufności 4,88%.

Różnice m iędzy kombinacjami były udowodnione w obydwu frakcjach (tabl. 7). Z danych tej tablicy wynika, że zwiększenie frakcji struktural­ nych odbywa się przez zm niejszenie zarówno frakcji 3 mm, jak i frakcji 1— 0,25 mm. Działanie jest więc dwukierunkowe.

T a b l i c a

Średnia zaw artość f r a k c j i ; - i z a. i 1 -0 ,2 5 пи po o zn a czen iu w odoodporności w p o szczeg ó ln y ch konbinacjach (%) Frakcje С _{1 *2} b _{h v 2 V3} p r z e d z ia ł_{u fn o śc i} 3 - 1 mm 4Ci 2 4 7 ,3 5 7 ,2 5 9 ,3 6 i , 6 Д . 2 7 2 ,7 4 ,5 1 1 - 0 ,2 5 nim 4 3 ,3 3 5 ,4 5 1 ,6 2 3 ,5 2 9 ,5 2 0 ,9 1 9 ,8 4 ,2 4 Razem 8 4 ,0 1 ; 6 7 ,2 : i 5 c , 3 , j \ 9 1 ,1 9 2 ,1 9 2 ,5 i - 0 ,9 5

Działanie substancji strukturotwórczych na glebę 287

Zbędność stosowania wyższych dawek obydwu substancji (P3 i V3) znów zostaje potwierdzona, bowiem różnice w wodoodporności agrega­ tów spowodowane nimi mieszczą się w granicach błędu w stosunku do stężeń średnich (P2 i V2).

Jak już wspomniano, na glebie lekkiej posiano jęczmień (10 ziarn na krystalizator w 6 powtórzeniach). W egetacja trwała 2 tygodnie. Otrzy­ mane wyniki i obserwacje wykazały, że jęczmień rozwijał się w tym czasie podobnie na wszystkich kombinacjach.

W N IO SK I KOŃCOW E

1. Stwierdzono dodatni udowodniony w p ływ badanych substancji na zawartość frakcji mechanicznie trwałych 3— 1 mm oraz na wodoodpor- ncść gruzełków tej frakcji na glinie lekkiej. Działanie tych substancji na piasku słabogliniastym było bardzo nieznaczne i statystycznie nieudo- wodnione.

2. W stosowanych przez nas stężeniach na glinie lekkiej preparat typu VAMA w pływ ał korzystniej na ilość oraz wodoodporność frakcji

3— 1 mm niż poliakryloamid.

3. Najwyższa stosowana przez nas dawka preparatu typu VAMA (V3) różniła się nieistotnie od dawki średniej (V2) zarówno pod względem ilości, jak i wodoodporności agregatów.

L IT E R A T U R A

[1] S t a r z y ń s k i K.: S y n te ty c z n e su b sta n cje stru k tu ro tw ó rcze. P o stęp y N au k i R o ln iczej. W arszaw a 1954, nr 4/28.

[2] W i e r s z y n i n P. W.: P ro b liem a issk u stw ie n n o g o o str u k tu riw a n ija poczw . O sn o w y A g ro fizik i. M osk w a I960.

[3] Z e l l e r A. , F l u n t O. V o r o f f e n t l . : B u n d esa n sta lt f. alp in e L an d - w irtsch . A d m on t 1951. M . Б И Р Е Ц К И , 3 . З И М Н Я К Д ЕЙ С ТВИ Е Н Е К О ТО РЫ Х С И Н ТЕ Т И Ч Е С К И Х С Т Р У К Т У РО О Б Р А ЗУ Ю Щ И Х ВЕЩ ЕСТВ Н А Д В У Х В И Д А Х ПОЧВ К а ф е д р а А г р о т е х н и к и и У д о б р е н и я В а р ш а в с к о й С е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й А к а д е м и и Р е з ю м е П роверяли д ей стви е ст р ук тур ообр азую щ и х вещ еств: С ополимер 8 и п о - л иакрилоам ид (из СССР) и п репарата типа V A M A (польской продукции) на п оч в е легкого и тя ж ел ого м ехан и ч еск ого состава.

Л абораторны е опыты пров едены были в 6-кратной повторности в к р и стал ­ л и за т о р а х вм ещ аю щ и х около 1 кг почвы. С трук турообразую щ и е вещ ества вн о­ сили в водном растворе различн ой концентрации. В т я ж ел о й почве п осл е 3 -н е - дельн ого п ер и ода установили п ол ож и т ел ьн ое в лия ние и ссл ед у ем ы х вещ еств на со д ер ж а н и е м ехан и ч еск и устойчив ы х ф р ак ц и й 3— 1 мм и на водоустойчи вость агрегатов этой ф р ак ц и и . Д ействие эти х вещ еств на легкой почве бы ло н езн а ч и ­ тельно. На тя ж ел о й почве препарат V A M A в прим ен яем ы х к он ц ен тр ац и ях (таб. 7) действов ал л уч ш е на количество и устойчивость ф р ак ц и и 3— 1 мм, чем п о - лиакрилоам ид. М . B I R E C K I , X. Z I M N I A K E FFE C T OF SOME SY N T H E T IC ST R U C T U R E -F O R M IN G S U B S T A N C E S ON TWO K IN D S OF SO ILS D i v i s i o n o f G e n e r a l S o i l a n d P l a n t C u l t i v a t i o n , W a r s a w A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y S u m m a r y

The e ffe c t of the str u c tu r e -fo r m in g su b sta n ces: S o p o ly m er 8 and p o ly ­ a cry la m id e (both from U SSR ) and a p rep aration of V A M A -ty p e (produced in our country) w a s tested on lig h t and h e a v y soil. L ab oratory te s ts w ith 6 rep lica tio n s w e r e p erform ed in cry sta llizers con tain in g abt. 1 k g soil. T he str u c tu r e -fo r m in g su b sta n ces w ere added in w a te r solu tion s of d iffe r e n t con cen tration . A fte r th ree w e e k s w e stated a fa v o u ra b le e ff e c t of the tested su b sta n ces on th e co n ten t of th e m ec h a n ic a lly stab le fra ctio n 3— 1 mm , and also on th e w a te r -r e s is tiv ity of crum bs of th is fra ctio n in h ea v y soil- The e f f e c t of th e su b sta n ces on lig h t soil w a s in sig n ific a n t. In the ap p lied con cen tration s (tab. 1) th e p rep aration V A M A e x e r c ise d on h e a v y soil g rea ter in flu e n c e on th e am ou n t and r e s is tiv ity of the fra ctio n 3— 1 m m than p o ly a cry la m id e.