Zmiany produktywności i żyzności gleby wytworzonej z gliny lekkiej pod wpływem wieloletniego nawożenia fosforem i potasem

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X L N R 1 S . 83 - 99 W A R S Z A W A 1989

M A R IU SZ FO TY M A , ED W IN N A G LIK , G R A Ż Y N A PIE T R A SZ -K Ę SIK

ZMIANY PRODUKTYWNOŚCI I ŻYZNOŚCI GLEBY WYTWORZONEJ

Z GLINY LEKKIEJ POD WPŁYWEM WIELOLETNIEGO NAWOŻENIA

FOSFOREM I POTASEM

W STĘP

W latach 1970 - 1985 przeprowadzono w Zakładzie Doświadczalnym

IUNG Baborówko (woj. poznańskie) wieloletnie doświadczenie ze stoso­

waniem zróżnicowanych w przestrzeni i w czasie dawek nawozów fosfo­

rowych i potasowych. Doświadczenie zlokalizowano na glebie brunatnej

wyługowanej, wytworzonej z gliny lekkiej zalegającej w warstwie 80 -

1 0 0

cm na glinie średniej. Glebę tę zalicza się do kompleksu przydatności

rolniczej pszennego dobrego. Wyniki badań za lata 1970 - 1979 zamiesz­

czono w pracach jednego z autorów [3, 4], a za lata 1980 - 1982 w pracy

dwóch autorów [21. Przedmiotem obecnej pracy są wyniki uzyskane

w latach 1983 - 1985.

M ETO DY K A B A D A Ń

W dwuczynnikowym doświadczeniu pierwszym czynnikiem były 4 po­

ziomy nawożenia „starego” stosowanego w latach 1970 - 1979:

I — bez fosforu i potasu

oraz w kg/ha na rok :

II — 21,8 P, 58,1 К

III — 43,6 P, 116,1 К

IV — 65,5 P, 174,3 К

Czynnik drugi to 5 poziomów nawożenia „świeżego” stosowanego

w latach 1980- 1985:

1. Bez fosforu i potasu

oraz w kg/ha na rok:

2. 20 P, 70 К

3. 40 P, 140 К

8 4 M. F o ty m a i in n i

4. 60 P, 210 К

5. 80 P, 280 K.

Dawki nawożenia „świeżego” rozlosowano w układzie split-block, na

dużych poletkach nawożenia „starego”. Powierzchnia poletka do zbioru

w latach 1983 - 1985 wynosiła 30 m2.

W latach 1970 - 1979 przyorywano słomę zbóż ozimych, a od 1980 r.

nie stosuje się nawożenia organicznego. W latach 1980 - 1985 w doświad­

czeniu prowadzono zmianowanie 3-polowe: buraki cukrowe - jęczmień

jary - kukurydza do silosowania, na wszystkich polach równocześnie. Wy­

niki dotyczące plonów i analiz chemicznych gleby i roślin opracowano

z zastosowaniem analizy wariancji i regresji, testując istotność różnic

do błędu odtworzonego lub do współdziałania obiekty X lata.

W Y N IK I B A D A Ń

Plony i skład chemiczny roślin. W analizie wariancji przeprowadzonej

dla poszczególnych roślin (tab. 1 - 3 ) i dla plonów przeliczeniowych

(tab. 4) najbardziej interesujące jest istotne współdziałanie między obiek­

tami I i II czynnika. Współdziałanie to wyraża się spadkiem efektu na­

stępczego nawożenia „starego” w miarę zwiększania dawek nawożenia

Yields o f sugar beet roots in t/ha (mean for 1983-1985)

I czynnik, ! nawożenie ,,stare” ! 1st factor, "old” j fertilization | ____________________1 П czynnik — 2d factor nawożenie ,,świeże” ! "fresh” fertilization ! Zwyżka plonu dla skrajnych obiektów Yield increase for marginal treatments °// 0 0 ! P2oK70 1 P40K140 JP0 0K2 1 0 1 * 8 0 ^ 2 8 0 О

i

1

Zwyżka plonu dla

j

skrajnych obiektów i W ° ' vv , 0 '

Yield increase for ! 28

15

i

i

i

i

j

j

|

Przedziały ufności: I czynnik 0,41, II czynnik 0,39 I Confidence interval: 1st factor 0,41, 2d factor 0,39

j

T a b e la 2 Plony ziarna jęczmienia w l/ha (średnie dla lat 1983-1985)

Yields of summer barley grain in t/ha (mean for 1983-1985)

I czynnik nawożenie „stare”

1st factor, “ old” fertilization

11 czynnik — nawożenie „świeże”

2d factor "fresh” fertilization

Zwyżka plonu dla skrajnych

obiektów Yield increase for marginal treatments % О P20K70 P40K140 P60K210 РвоК280 О 4,00 4,50 4,67 4,80 4,78 20 Р21,8^58,1 4,33 4,80 4,88 4,87 4,90 13 р43,бКцб,2 4,39 4,92 4,96 4,93 4,96 13 P 6 5,5^174,3 4,60 4,88 4.97 4,95 4,94 8

Zwyżka plonu dla skrajnych obiektów

w % 15 9 6 3 4

Yield increase for marginal treatments in %

Przedziały ufności: I czynnik 0,06, II czynnik 0,08 Confidence interval: 1st factor 0,06, 2d factor 0,08 T-Studenta - II/I 0,15, I/II 0,14

T-Student - 2/1 0,15, 1/2 0,14

T a b e la 3 Plony zielonej masy kukurydzy w t/ha (średnie dla lat 1983-1985)

Yields o f maize green matter in t/ha (mean for 1983-1985)

I czynnik nawożenie „stare

II czynnik — nawożenie „świeże”

2d factor "fresh” fertilization

Zwyżka plonu dla skrajnych

obiektów

1st factor “old” Yield increase for

fertilization _О j P20K70 j P40K140 РбоКгю РвоК28о marginal treatments % О S 25,9 j 36,2 1 39,2 41,3 41,3 59 Р21,8^58,1 ! 30,5 38,8 1 41,4 41,9 42,0 38 Р43,бК ц6,2 ! 32,3 40,2 1 41,8 41,6 42,0 30 Рб5,5 ^ 1 7 4 , 3 j 34,2 40,3 ! 42.6 42,3 42.1 23

Zwyżka plonu dla 11

skrajnych obiektów i I i !

w %

₁

₃₂

j

2

Yield increase for

1

I iI

i n o'

m /0 I ! i

Przedziały ufności: I czynnik — 0,47, 11 czynnik -- 0,60 Confidence interval: 1st factor — 0,47, 2d factor - 0,60 T-Studenta - II/I 0,97, I/II 0,92

8 6 M. F otym a i in n i

T a b e la 4 Plony przeliczeniowe dla zmianowania w jednostkach zbożowych z ha (średnie dla lat 1983-1985)

Calculation yields for crop rotation in grain units from 1 ha (mean for 1983-1985)

I czynnik nawożenie ,,stare”

1st factor, "old” fertilization

II czynnik — nawożenie ,,świeże”

2d factor "fresh” fertilization

Zwyżka plonu dla skrajnych

obiektów Yield increase for marginal treatments

%

j

j

j

Zwyżka plonu dla

1

1

₁₁

skrajnych obiektów

1

_!

1

1i

w

%

_!

₁₃

j

Yield increase for

_i

_i

_j

1

in

%

!

j

Przedziały ufności: I czynnik — 1,36, II czynnik -- 1,66 Confidence interval: 1st factor — 1,36, 2d factor -- 1,66 T-Studenta - 1./1Г 3,32

T-Student - 1/2 3,32

„świeżego” oraz jeszcze wyraźniejszym spadkiem efektu nawożenia

„świeżego” stosowanego na poletkach ze wzrastającymi rezerwami fosfo­

ru i potasu, nagromadzonymi w latach 1970 - 1979. Efekt nawożenia

„świeżego” był dla wszystkich roślin ponad dwukrotnie większy przy

stosowaniu go na poletkach nie nawożonych tymi składnikami w latach

1970 - 1979 w porównaniu z uzyskanym na poletkach z największą dawką

nawożenia „starego”. Efekt następczy rezerw fosforu i potasu nagroma­

dzonych w latach 1970-1979 był udowodniony jedynie w obiekcie bez

„świeżego” nawożenia i w obiekcie z najmniejszą dawką

skład­

ników stosowanych w latach 1980 - 1985.

W porównaniu z pierwszą połową obecnego okresu badawczego, tzn.

latami 1980 - 1982, stwierdzono znaczny wzrost efektu nawożenia „świe­

żego” i spadek efektu nawożenia „starego” [

]. Wiąże się to, oczywiście,

ze stopniowym zanikaniem działania następczego nagromadzonych w gle­

bie rezerw fosforu i potasu. W obiekcie kontrolnym, tzn. nie nawożonym

od 1970 r., obserwuje się stopniowy spadek plonów roślin. Przeliczeniowe

plony roślin w tym obiekcie wynosiły 60,9 jednostek zbożowych z ha/rok

w latach 1980 - 1982 i tylko 53,2 jednostki zbożowe w ostatniej rotacji

zmianowania. W obiektach regularnie nawożonych poziom plonowania

roślin był natomiast w obydwu okresach zbliżony. Podobnie jak w po­

Z m ian y p ro d u k ty w n o ści i żyzn ości g leb y

87

przednim okresie wyznaczono dwuczynnikowe równanie regresji dla plo­

nów roślin uzyskanych w latach 1983- 1985. Równanie to miało nastę­

pującą, ogólną postać:

y =

ax

Ъ1-х1

Ъ2'Х

b

-x

b ^ x \

b

•

x ±

x 2

gdzie:

у — plon w t/ha lub w jednostkach zbożowych,

x 1 — dawki „starego” nawożenia w ujęciu numerycznym 1 . . . 4,

x2 — dawki „świeżego” nawożenia w ujęciu numerycznym 1 . . . 5,

alybx . . . b

— współczynniki równania.

Współczynniki równania dla poszczególnych roślin i dla plonów

przeliczeniowych z całego zmianowania podano w tabeli 5. Z równań

wyznaczono optymalne dawki fosforu i potasu w latach 1983 - 1985, dla

kolejnych poziomów „starego” nawożenia (tab.

). Dawka optymalna

sta-T a b e la 5 Współczynnik równań regresji — Coefficients of regression equations

j

Crop

Cl

₁

₁

_{* 2}

₁

ь3

j

, Buraki — Sugar beets 9,250

1

3,398 -0 ,2 6 1 10,515 -1 ,1 7 5 -0 ,4 2 7 !

j _{500 000 000 143 357 400}

i

I

1

Kukurydza — Maize 13,295 4,703 - 0 ,3 6 0 11,698 -1 ,2 8 3 -0 ,5 9 0 i

500 100 500 786 I 214 800

j

1 crop rotation

500 1 600 000 000 500 ! 000

i

T a b e la 6 Optymalne dawki fosforu i potasu dla poziomów ,,starego” nawożenia

Optimum P and К rates for "old” fertilization levels

Poziom ,,starego”

Optymalna dawka nawozów w kg P i К na 1 ha Optimum P and К rates in kg/ha for nawożenia kg P i К “ Old” fertilization level kg P and К burak cukrowy sugar beet jęczmień jary summer barley kukurydza maize i dla całego zmianowania for whole rotation О P21,sK58,l P43,бК i 16,2 P(i5,sK i 74?з P 60^210 P57K199 P5 3 К18 5 Р « к 172 1 P40 К 161 p42^146 P 3 7 K i 8 » P.l 1 К j i 0 P 5 6 К 19 6 P 5 1 K i s 1 P47K164 i P .«K 148 ! j PgoK2io Psr,K 1 9 7 P52K 1 82 J P47K 1 Średnio — Mean Р54К 191 ! РзоК.зб ! P«!<,72 j P54K18S

8 8 M. F o ty m a i inni

nowi I pochodną funkcji (równania) regresji i oblicza się ją ze wzoru:

b

— c/d

OOopt = ---O 4

gdzie :

с — cena jednostki „świeżego” nawożenia

= 3945 zł,

d — wartość jednostki plonu

t buraka = 6200 zł,

t jęczmienia =

29 000 zł, 1 t kukurydzy = 3000 zł, jednostka zbożowa = 3300 zł),

Ьз, b

— współczynniki równania regresji.

Wielkość optymalnych dawek fosforu i potasu zależała stosunkowo

w niewielkim stopniu od poziomu „starego” nawożenia. Stanowi to za­

sadniczą różnicę w stosunku do okresu badań z lat 1980 - 1982 i potwier­

dza fakt wygasającego efektu rezerw fosforu i potasu nagromadzonych

w glebie w latach 1970- 1979. Warto podkreślić, że wielkość optymal­

nych dawek nawozów była dosyć zbliżona dla wszystkich uprawianych

roślin. Potwierdza to tezę, że przy regularnym nawożeniu większe zna­

czenie ma wielkość przeciętnej dawki fosforu i potasu w całym zmia-

nowaniu niż precyzyjne dostosowywanie dawek do wymagań poszczegól­

nych gatunków roślin. Tym niemniej z przeprowadzonych badań wynika,

że jęczmień ma mniejsze wymagania nawozowe w stosunku do fosforu

i potasu w porównaniu z burakami i kukurydzą.

Interesujący jest również fakt, że w obiekcie kontrolnym (bez nawo­

żenia od 1970 r.) przeciętne plony jęczmienia, uzyskane w latach 1983 -

1985, były większe niż otrzymane w poprzedniej rotacji zmianowania [2].

Świadczy to o stosunkowo małej reakcji jęczmienia na stan żyzności gle­

by mierzony zawartością fosforu i potasu.

T a b e la 7 Zawartość fosforu i azotu w produktach roślinnych (średnia za lata 1983-1985)

P and N content in plant products (mean for 1983-1985)

j % P i N w suchej masie — % P and N in dry matter

Obiekty nawozowe Treatments * burak cukrowy sugar beet jęczmień summer barley 1 kukurydza maize korzenie liście ziarno 1 słoma zielonka j roots ! leaves grain j straw 1 stalks

1 1

|. . - .. .. fosfor P

1.1. kontrola — control 0,11 0,23 0,38 ! 0,08 0,20

IV.5. nawożenie „stare” 1

"old” fertilization 1 Рб 5, зК 1 7 4 , 3 0,17 0,35 0,43 0,12 0,25 nawożenie ,,świeże” P 80K280 _{1 1} j

i

Z m iany p rod u k tyw n ości i żyzności gleb y

89

Stosowane nawożenie wykazało słaby, jakkolwiek udowodniony wpływ

na zawartość fosforu w produktach roślinnych i pozostawało bez wpły­

wu na zawartość azotu (tab. 7). Różnice w zawartości fosforu pomiędzy

skrajnymi obiektami nawozowymi wynosiły 0, 04-0, 12% P w s.m. i były

największe w liściach buraka. Pozostałe produkty wykazywały stosun­

kowo dużą stabilność zawartości tego składnika, mimo bardzo znacznie

zróżnicowanych dawek nawozów fosforowych. Znacznie bardziej labilna

była natomiast zawartość potasu, zwłaszcza w wegetatywnych częściach

roślin (tab.

i 9). Różnice w zawartości potasu między skrajnymi obiek­

tami nawozowymi były niemal dwukrotne i wysoko udowodnione. Stwier­

dzono również istotne współdziałanie badanych czynników w zakresie

ich wpływu na zawartość potasu w produktach roślinnych. Współdzia­

łanie to polegało na silniejszym wpływie nawożenia „świeżego”, stoso­

wanego na tle wzrastających rezerw potasu w glebie. W stosunku do

poprzedniego okresu badań stwierdzono wyraźne obniżenie zawartości

fosforu, a zwłaszcza potasu w produktach roślinnych uzyskanych z obiek­

tu kontrolnego. Wskazuje to na postępujące wyczerpanie glebowych re­

zerw obydwu składników w tym obiekcie. Warto podkreślić, że we

wszystkich produktach, z wyjątkiem liści buraków, zawartość potasu

nawet w obiektach z największymi dawkami nawozów nie przekraczała

poziomu uznanego za bezpieczny dla zwierząt karmionych tymi produkta­

mi. Szczególnie małą skłonność do luksusowego pobierania potasu w y­

kazuje kukurydza.

Pobranie obydwu składników było funkcją wielkości plonów roślin

i procentowej zawartości fosforu i potasu w produktach roślinnych (tab.

10 i 11). Pobranie rosło w sposób istotny zarówno pod wpływem „stare­

go”, jak i „świeżego” nawożenia, przy czym wpływ tego ostatniego był

znacznie silniejszy. Współdziałanie obydwu czynników było przy tym

nieistotne (dla potasu) lub udowodnione na niskim poziomie ufności (dla

fosforu). Różnice pobrania między skrajnymi obiektami nawozowymi

były ponad dwukrotne.

W latach 1983 - 1985, podobnie jak w poprzednim okresie badań, bi­

lans fosforu był zrównoważony już przy stosowaniu 40 kg P na

ha

na rok. W przeciwieństwie do poprzedniego okresu nie udało się nato­

miast zrównoważyć bilansu potasu nawet przy corocznym stosowaniu

280 kg К na 1 ha. Interesujące jest zestawienie salda bilansu fosforu

(tab. 12) i potasu (tab. 13) za cały 16-letni okres prowadzenia badań,

tzn. od 1970 r. Na ogólną liczbę 20 obiektów nawozowych w

stwierdzo­

no ujemny bilans fosforu i aż w 15 ujemny bilans potasu. Najbardziej

ujemne saldo bilansu wystąpiło, oczywiście, w obiekcie kontrolnym.

Wobec braku nawożenia, rośliny pobrały tutaj — wyłącznie z gleby —

ponad 0,3 t P i 1,4 t К z

ha. Świadczy to o bardzo) dużej zdolności

Zawartość potasu w słomie jęczmienia i zielonce kukurydzy w % К w suchej masie (średnie za lata 1983—1.985) К content in barley straw and maize stalks in % of dry matter (mean for 1983-1985)

1 czynnik — 1 _{II czynnik -- nawożenie ,,świeże” — 2d factor “fresh” fertilization} nawożenie |

,,stare” 0

₁

я

1st factor, “old” ! słoma zielonka słoma zielonka słoma zielonka słoma zielonka słoma zielonka fertilization j straw stalks 1 straw stalks straw stalks straw stalks straw stalks

О

P 21,sK 58,1 1,11 1 1,00 ; 1,28 1,08 1,33 1,19 1,51 1,24 1,67 1,26

p43,ôKi 16,2 1,20 !

1

i

i

Рб5,.*)К j 74?з 1,26

!

,о з

i

Przedziały ufności T-Studenta — Confidence interval T-Student

— dla słomy jęczmienia: I czynnik 0,158, II czynnik 0,120; II/I 0,168, I/II 0,199 for straw in barley: 1st factor 0,158, 2d factor 0,120; 2/1 0,168, 1/2 0,199 — dla zielonki kukurydzy: I czynnik 0,095, II czynnik 0,062; II/I 0,105, I/II 0,129

T a b e la 9

Zawartość potasu w korzeniach i liściach buraka cukrowego w % suchej masy (średnie za lata 1983-1985) К content in roots and leaves of sugar beet in % o f dry matter (mean for 1983-1985)

I czynnik — nawożenie

„stare”

1st factor “old” fertilization

11 czynnik — nawożenie ,„świeże” — :2d factor "fresh” fertilization

О P20K70 P40K140 Рбо^гю PaoK-280 korzenie roots liście leaves korzenie j roots j liście leaves korzenie roots liście leaves korzenie roots liście leaves korzenie roots liście leaves 0 Р21,8^58,1 Р43,бКцб,2 P&5.5^1 74,3 0,66 0,72 0,74 0,75 1,99 2,16 2.32 2.32 0,72 0,76 0,79 0,81 2,32 2,47 2,53 2,84 0,74 0,83 0,89 0,94 2,58 2,79 2,84 2,96 0,8 6 0,97 0,96 1,05 2,62 3.04 3.05 3,18 0,93 1,05 1,11 1,20 2,88 3,14 3,31 3.45

Przedziały ufności Т-Studenta dla korzeni: I czynnik 0,108, II czynnik 0,208 Confidence interval Т-Student for roots: 1st factor 0,108, 2d factor 0,208

II/I 0,217, I/II 0,125 2/1 0,217, 1/2 0,125

92

T a b e la 10 Pobranie fosforu z plonem w kg P na ha/rok (średnie za lata 1983-1985)

P uptake by plants in kg/h a/year (mean for 1983-1985)

I czynnik — nawożenie „stare” 1st factor "old” fertilization О II czynnik — na 2d factor "fre 1

P20K70 J P40K140

-Przedział ufności T. Tukeya:: I czynnik 1,229, 11 czynnik 1,491 I /ll 2,983 Confidence interval T. Tukey: 1st factor 1,229, 2d factor 1,491 1/2 2,983

T a b e la 11 Pobranie potasu z plonami roślin w kg К na hektar na rok (średnie za lata 1983-1985)

К uptake by plants in kg/ha/year (mean for 1983-1985)

I czynnik — nawożenie | czynnik — nawożenie „świeże” „stare” 2d factor "fresh” fertilization 1st factor "old” fertilization О P20K70 j

1

Confidence interval T. Tukey: 1st factor 6,336, 2d factor 6,593 1/2 n.s.

T a b e la 12 Saldo bilansu fosforu za lata 1970-1985

The balance sheet for phosphorus (mean for 1970-1985) I czynnik — nawożenie

„stare” 1st factor "old”

fertilization

II czynnik — nawożenie „świeże” 2d factor “ fresh” fertilization

О

!

О - 3 3 5 - 2 5 1 - 1 5 8 - 4 8

₅₇

Р21, 8^58,1 - 9 3 - 1 4

_!

₉₇

^43,6^116,2 149 237 349 461 571

Z m ian y p ro d u k ty w n o ści i żyzn ości g leb y 9 3

T a b e la 13 Saldo bilansu potasu za lata 1970-1985

The balance sheet for potassium (mean for 1970-1985) I czynnik — nawożenie

„stare” 1st factor "old”

fertilization

II czynnik — nawożenie „świeże” 2d factor "fresh” fertilization

О Р20К70 Р40К140 РбоК-210 Ре 0К2 3 0

О - 1 4 2 8 - 1 2 4 6 - 9 9 8 - 6 0 6 - 3 8 7

-1 2 2 1 - 1 0 6 0 -7 7 1 - 4 9 3 - 1 7 3 P43,oKl 16,2 - 8 4 8 - 6 4 2 -3 6 1 - 5 1 1 233

j P 65,5^174,3 - 1 8 8 ₁

₉

W całym 16-letnim okresie badań bilans fosforu był zrównoważony przy

stosowaniu ok. 35 kg P na 1 ha na rok, a bilans 'potasu przy stosowaniu

ok. 150 kg К na 1 ha na rok. Podane dawki składników dotyczą wa­

runków uprawy roślin bez stosowania obornika.

Chemiczne wskaźniki żyzności gleby. W poprzednim okresie badań

nie stwierdzono istotnego zróżnicowania analizowanych wskaźników ży­

zności gleby między poszczególnymi polami zmianowania. W związku

z tym w latach 1983 - 1985 próbki gleby pobierano jako średnie obiekto­

we ze wszystkich pól, a istotność różnic testowano do współdziałania

obiekty X lata. Kwasowość hydrolityczna i odczyn gleby oraz zawartość

wapnia, magnezu, pojemność sorpcyjna gleby i stopień wysycenia zasa­

dami nie różniły się w sposób istotny między obiektami nawożenia К i P.

Wynika to z faktu, że tia początku rotacji badań (jesienią 1982 r.) zasto­

sowano po raz kolejny na całym polu doświadczalnym wapno magnezowe.

Przeciętne dla lat 1983- 1985 wartości badanych wskaźników wynosiły:

pH — 6,23, Hh — 1,20 meq/100 g gleby, Ca — 4,54 meq/100 g gleby,

Mg — 0,73 meq/100 g gleby, T '— 6,76 meq/100 g gleby i V — 82%. Na­

wożenie wpłynęło natomiast w sposób istotny na zawartość przyswajal­

nego fosforu i potasu (tab. 14) oraz na zawartość wymiennego potasu

(tab. 15). W obiekcie bez „świeżego” nawożenia stwierdzono w porówna­

niu z poprzednim okresem badań niewielkie obniżenie zawartości przy­

swajalnego fosforu i równie niewielki przyrost zawartości przyswajalnego

i wymiennego potasu. Wydaje się, że w obiekcie kontrolnym (bez na­

wożenia od 1970 r.) zawartość obydwu składników zaczyna się stabili­

zować na poziomie równowagi dla badanej gleby. Poziom równowagi

oznacza, że ilości składników pobierane przez rośliny ulegają uruchomie­

niu z form zapasowych i pula ruchoma fosforu i 'potasu pozostaje bez

większych zmian. W miarę zwiększania dawek nawożenia zarówno „sta­

rego”, jak i „świeżego” stwierdzono przyrost zawartości przyswajalnych

form obydwu składników. Pomiędzy skrajnymi obiektami nawozowymi

przyrost zawartości przyswajalnego fosforu osiągnął ok. 5,5 mg P na

94

T a b e la 14 Zawartość przyswajalnych form fosforu i potasu w mg P i К na 100 g gleby (średnie za lata 1983-1985)

Available P and К content in mg/100 g of soil (mean for 1983-1985)

I czynnik — na­

wożenie ,,stare” 1st factor, "old”

II czynnik — nawożenie ,,świeże”’ — 2d factor "fresh” fertilization О Р20К™ P40K140 РбоК2ю р 80^280 fertilization | _*

_i

_Р

₁

j

Przedział ufności T. Tukeya: Confidence interval T. Tukey:

— dla fosforu: I czynnik n.u., II czynnik 2,149; II/I n.u., I/II n.u. for phosphorus: 1st factor n.s., 2d factor 2,149; 2/1 n.s., 1/2 n.s. — dla potasu: I czynnik n.u., II czynnik 6,399; II/I n.u., I/II n.u.

for potassium: 1st factor n.s., 2d factor 6,399; 2/1 n.s., 1/2 n.s.

T a b e la 15 Zawartość potasu wymiennego i udział potasu w pojemności sorpcyjnej gleby (średnie za

lata 1983-1985)

Exchangeable potassium content and share o f potassium in soil CEC (mean for 1983-1985) II czynnik — nawożenie ,,św'ieże” — 2d factor-''fresh'’ fertilization i nawożenie ,,stare” 1st factor, "old” fertilization О P20K70 -t 0 a , 1 ... , 140 Р б о К ;210 PsoK;I t i O meq К w 100 g %K w T meq К w 100 g % K w T meq К w 100 g %K w T meq К w 100 g %K w T meq К w 100 g %K 1 w T О 0,147 2,2 0,180 2,6 0,210 1 3,0 0,297 4,4 0,360 5,3 Р 2 1 , 8 ^ 5 8 , 1 0,193 2,9 0,213 3,2 0,243 3,5 0,317 4,7 0,390 5,9 Р 4 3 , б К ц б , 2 0,207 3,0 0,240 3,6 0,283 4,2 0,337 4,9 0,410 6,2 Рб5,5^174,3 0,223 3,3 0,270 4,0 0,330 5,0 0,413 6,0 0,467 6,7 Przedział ufności T. Tukeya dla potasu wymiennego: I czynnik 0,076; 11 czynnik 0,139; Confidence interval T. Tukey for exchangeable potassium: 1st factor 0,076; 2d factor 0,139;

II/I n.u., I/II n.u. 2/1 n.s., 1/2 n.s. Ca — 4,54 meq/100 g Я / , — 1,20 m eq/100 g

Mg - 0,73 meq/100 g pH - 6,23 К - 0,29 meq/100 g V = 82% I T — 6,76 meq/100 g

100 g gleby, a potasu ок. 8,3 mg К na 100 g gleby. Warto podkreślić, że

przyrost badanych form fosforu i potasu następował nawet przy ujem­

nych wartościach ich salda bilansowego (tab. 12 i 13).

Zgodnie z 'nowymi liczbami granicznymi [10], za optymalną dla ba­

danych gleb należy uznać zawartość 6,7 -

mg P i 16,7 - 20,7 mg К

Z m ian y p ro d u k ty w n o ści i żyzn ości g leb y 95

na 100 g gleby. Podaną zawartość fosforu osiągnięto przy regularnym

stosowaniu ok. 50 kg P/ha/rok, natomiast nie udało się jej osiągnąć nawet

dla największych ‘stosowanych dawek nawozów potasowych. Tym nie­

mniej przy stosowaniu od

lat dawek 210 - 280 kg K/ha/rok, na glebach

nie wyczerpanych z tego składnika, zawartość przyswajalnego potasu

zaczyna się zbliżać do poziomu uznawanego za optymalny, a udział po­

tasu w kompleksie sorpcyjnym gleby przekroczył wartość 5°/o — poda­

wany dla tzw. gleby idealnej.

W próbkach gleby pobranych w 1985 r. ze wszystkich obiektów na­

wozowych oznaczono niektóre dynamiczne wskaźniki przyswajalności

fosforu i potasu. Jako dynamiczne traktowano wskaźniki sorpcji fosforu

T a b e la 16 Wskaźniki dostępności fosforu i potasu dla wybranych obiektów nawozowych (1985 r.)

P and К availability indices for selected fertilizing treatments (1985)

Wskaźniki dostępności Availability indices

Wybrane obiekty ,,starego” i ,,świeżego” Selected treatments o f "old” and "fresh”

nawożenia fertilization L I . PoKo 1.5. PoKo IV. 1. Pß5, 5^.174,3 1V.5. P c5,5K i7 4j3

i PoK o K eoP 2 8 0 PoKo P so K2 8 0

Dla К - for К i1 11 K Egnera mg/100 g gleby of soil 4,0 I

j

К wymienny meq/100 g gleby

^exchangeable meq/100 g of soil j 0,11 ! 1 0,36 0,17 ! i ! 0,40 1 ! К zapasowy m g/100 g gleby 39,5 i 51,7 47,2 57,7 Kreserve mg/100 g of soil A R mola/dm3/ 1^2 0,0015 j 0,0095 1 0,0025 0,0137 PBCK meq K/100 g/mol/dm3/-1/2 15,94 ! 8,55 i 12,10 10,00 / I F kJ/mol (cal/mol) 15,83 (3788) 11,34 (2713) 14,59 (3491) 10,44 (2499) Frakcje EUF 1 -6 m g/100 g Fractions 1,72 1 6,54 I 2,69 6,08 Frakcje EUF 7-8 mg/100 g Fractions Dla P — for P 0,82 1 2,54 ; 1,56 2,43 PEgnera m g/100 g gleby of soil 1 3 4

1

5,5 i

o,o

96

i potasu oraz ilości obydwu składników uwalniane w postępowaniu EUF

(elektrodializa). Sposób wyznaczania wskaźników sorpcji fosforu i metodę

EUF opisano w publikacji [

]. Wyznaczanie dynamicznych wskaźników

dostępności potasu, tzn. aktywności jonu potasowego A Rf , pojemności

buforowej gleb w stosunku do potasu PBCK i energii wolnej wymiany

potasu AF przeprowadzono według klasycznej już metody Becketta opi­

sanej m.in. przez Terelaka [9].

W tabeli 16 przedstawiono wartości tych składników dla czterech

wybranych obiektów nawozowych. Różnica między obiektami 1.1. a 1.5

pozwala na ocenę wpływu „starego” nawożenia, po którym przez następ­

ne

lat nie stosowano fosforu i potasu. Różnica między obiektami IV.1

a IV.5 umożliwia natomiast ocenę efektu nawożenia „świeżego” zasto­

sowanego na tle największych rezerw fosforu i potasu nagromadzonych

w latach 1970 - 1979. Ten bardzo uproszczony sposób przedstawienia w y­

ników uzasadniony jest dążeniem do ograniczenia objętości pracy oraz

tym, że trendy zmian wartości wskaźników między obiektami zarówno

„starego”, jak i „świeżego” nawożenia miały charakter liniowy.

W obiekcie kontrolnym, bez „starego” i „świeżego” nawożenia, uzy­

skiwano najmniejsze i malejące w czasie prowadzenia badań plony ro­

ślin. Wartości wszystkich ^wskaźników dla fosforu i potasu można zatem

w tym obiekcie uznać za krytyczne dla roślin. W obiekcie z największy­

mi rezerwami fosforu i potasu nagromadzonymi w latach 1970 - 1979

również nie uzyskano maksymalnych plonów roślin i zastosowane w la­

tach 1983 - 1985 „świeże” nawożenie powodowało istotny ich przyrost.

Wartości wskaźników dla fosforu i potasu stwierdzone w tym obiekcie

pozostają więc poniżej optymalnego poziomu.

D Y S K U S JA W YNIKÓW

Efekt następczy rezerw fosforu i potasu nagromadzonych w glebie

w wyniku regularnego nawożenia rozciągał się na długi okres i był w y­

krywany jeszcze po upływie

lat od zaprzestania stosowania nawozów.

Jest to zgodne z wynikami badań Boyda i wsp. [1] i Pecka i wsp. '[

J,

którzy stwierdzali taki efekt jeszcze po upływie ’odpowiednio 13 i 7 lat.

Regularne nawożenie wywiera znaczny wpływ na glebowe wskaźniki

dostępności fosforu i potasu dla roślin. Z badań własnych wynika, że

silną albo bardzo silną reakcję na nawożenie potasem stwierdza się przy

następujących wartościach wskaźników dostępności potasu:

wartość AR£ 1,5 - 2,5.10

mola/dm

wartość AF 14,6 - 15,9 kJ/mol (3500 - 3800 cal/mol),

suma frakcji EUF 1,7 - 2,7 mg К na 100 g gleby.

Jest to zgodne z wartościami podawanymi w piśmiennictwie, według

których reakcja na nawożenie potasem występuje wówczas, gdy stężenie

Z m ian y p ro d u k ty w n o ści i żyzn ości g leb y 97

równowagowe potasu, tzn. wartość A

R

jest mniejsza od 1 - 3 - 1 0

mola/dm3/1/2, a wolna energia wymiany tego składnika AF przekracza

14,6 kJ/mol (3500 cal/mol) [9]. Według Nemetha [5], ilość potasu ekstra­

howanego w łagodnych warunkach (frakcje 1 - 6 ) metodą EUF powinna

wynosić co najmniej 15 mg К na 100 g gleby. Ta ostatnia Wartość w y­

daje się w świetle badań własnych zbyt wysoka, gdyż nawet w obiek­

tach z największą dawką potasu i przy dodatnim saldzie bilansu tego

składnika, suma

frakcji potasu ekstrahowanego metodą EUF nie prze­

kraczała połowy wartości podanej przez Nemetha.

Bardzo silną lub silną reakcję na nawożenie fosforem stwierdzono

wówczas, gdy wartość dynamicznych wskaźników dla tego składnika w y­

nosiła:

wartość I

0 - 2 , 3 mg/dm

suma frakcji EUF 0 - 1,5 mg/100 g gleby.

Zgodnie z badaniami Pagela i wsp. [

, 7], za krytyczne stężenie rów­

nowagi fosforu w roztworze ekstrakcyjnym uznaje się 0,2 - 0,6 mg P

na dm8. W świetle badań własnych wydaje się, że wartość krytyczna

powinna być podwyższona, ale z uwagi na schemat doświadczenia nie

można było wydzielić nawozowych efektów fosforu i potasu i, być może,

łączna reakcja na nawożenie wynikała z działania tylko drugiego z w y­

mienionych składników. Sumę frakcji EUF poniżej 1,5 mg P na 100 g

gleby przyjmuje również za krytyczną twórca tej metody Nemeth [

].

W N IO SK I

1. Efekt następczy rezerw fosforu i potasu nagromadzonych w gle­

bie rozciąga się przynajmniej na

lat.

2

. Za krytyczne dla roślin uprawianych na glebie wytworzonej z gli­

ny lekkiej można uznać następujące wartości wskaźników dostępności

potasu i fosforu glebowego: wg metody Egnera ok. 4 mg К na 100 g

gleby, wartość A R * poniżej 2,5 • 10

mola na (dm3)1/2, wartość AF poni­

żej 14,6 kJ/mol (3500 cal/mol), sumę frakcji EUF poniżej 3 mg К na

100 g gleby, według metody Egnera ok. 3 mg P na 100 g gleby, war­

tość I

ok. 2 mg P na dm3, sumę frakcji EUF poniżej 1,5 mg P na 100 g

gleby.

LIT E R A TU R A

[1] B o y d D. A. , W i l l i a m s J. H., F a r b e s N. T ests of lo n g -term resid u es of phosphorus fertilizers. E xp. H usb. 1971 22 s. 4 - 12.

[2] F o t y m a M., N a g 1 i к E. W artość n a w o zo w a rezerw fosforu i potasu n a ­ grom adzonych w g leb ie w w y n ik u w ie lo le tn ie g o naw ożen ia. Rocz. Glebozn.- 1986, 37 1 s. 1 1 5 -1 4 0 .

98

[3] N a g l i к E. W p ły w in ten sy w n eg o n a w o żen ia m in era ln eg o na p lon y roślin w zm ian ow an iu , skład ch em iczn y roślin oraz zasobność gleb y. R(158), P u ła w y 1981.

[4] N a g 1 i к E. W p ływ in ten sy w n eg o n aw ożen ia m in eraln ego w zm ian ow an iu na p lo n y roślin, ich skład ch em iczn y oraz zasobność gleb y. R(189). P u ła w y 1984.

[5] N e m e t h К . A p p lica tio n of e le c tr o - u ltra filtra tio n E U F in a gricu ltu ral p ro­ duction. N ijh o f М., Ju n k W. H agu e 1982.

[6] P a g e 1 H., В e n к e n s t e i n H., K r ü g e r W. V erein fa ch te E rm ittlu n g v o n P -S o rp tio n sizo th erm en und ih re B ed eu tu n g fü r d ie E rfassu n g des P -Z u sta n d es und der P -D y n a m ik im Boden. A rch. A ck er.-P fla n zen b a u B odenkd. 1981, 12 s. 755 - 764.

[7] P a g e l H. , S c h n i e d e r E., B e n k e n s t e i n H. , K r ü g e r W. E in flu ss lan gjäh riger d ifferen zierter D üngung auf K ap azitäts, Q u an titäts- und In ten ­ s itä ts w e r te des B od en p h osp h at in sta tisch en N ä h rsto ff m an gelversu ch . T hyrow A rch. A cker. P fla n zen b a u B odenkd. 1982 10 s. 655 - 664.

[8] P e c k N. H., M с D o n a l d G. E., V i 11 u M. T. A ccu m u la tio n and d e c li­ n e o f a v a ila b le P and К in h e a v ily fertilized H on eoye silt loam soil. S o il Sei. Soc. A m . Proc. 1965, 29 s. 73 - 85.

[9] T e r e 1 a к H. K szta łto w a n ie się g leb o w y ch w sk a źn ik ó w zaop atrzen ia ro ślin w potas w zależności od poziom u n a w o żen ia ty m sk ła d n ik iem i g atu n k u gleb y. R(193), P u ła w y 1984.

[10] Z alecen ia n aw ozow e. Cz. I. L iczby gran iczn e do w y cen y zaw artości w gleb ach m ak ro- i m ik roelem en tów . P(28), P u ła w y 1985.

М. ФОТЫ MA, Э. НАГЛИК, Г. ПЕТРАШ-КЭНСИК ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОДУКТИВНОСГИ И ПЛОДОРОДИИ ПОЧВЫ ОБРАЗОВАННОЙ ИЗ ЛЕГКОЙ ГЛИНЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ МНОГОЛЕТНЕГО ФОСФОРНОГО И КАЛИЙНОГО УДОБРЕНИЯ Отдел удобрения Института агротехники, удобрения и почвоведения Р е з ю м е В труде представлены результаты исследований по воздействию резервов фосфора и калия накопленных в почве под влиянием многолетнего удобрения этими элементами. Последействие Р и К выражалось прибавками урожаев составляющими 15-32% (таблицы 1-4). Действие ,,свежего” удобрения было в среднем 2-кратно более слабым на делянках с резервами фосфора и калия, чем на делянках неудобряемых этими элементами в течение 15 лет. Баланс фосфора был уравновешенным при систематическом внесении дозы 35 кг Р/га в год, а баланс калия — при внесении дозы 150 кг К/га в год (таблицы 12 и 13). В почве дел­ янок неудобряемых в течение 15 лет была установлена стабилизация статических (таблицы 14 и 15) и динамических показателей доступности растениям фосфора и калия (таблица 16). П од влиянием повышающихся доз удобрений повышались значения указанных показа­ телей (те же таблицы). Определяли критические значения показателей доступности расте­ ниям Р и К.

Z m iany p rod u k tyw n ości i żyzn ości gleb y

99

A . F O T Y M A , E. N A G L IK , G . P IE T R A S Z -K Ę S IK

PR O DU CT IV IT Y A N D FER TILITY C H A NG ES OF SOIL D EV ELO PED FRO M LIG H T LOAM OCCURRING U N D E R THE EFFECT OF THE LO N G -TER M

P H O SP H O R U S A N D P O T A SSIU M FE R T ILIZA TIO N

D ep artm en t of F ertiliza tio n

In stitu te of S o il S cien ce and C u ltiv a tio n of P la n ts in P u ła w y

S u m m a r y

R esu lts of in v e stig a tio n s con cern in g th e e ffe c t of phosp h oru s and p o ta ssiu m resou rces accu m u lated in soil in co n seq u en ce of the lo n g -term fe r tiliz a tio n w ith th e s e elem en ts a re presen ted . The a fte r e ffe c t of P and К m a n ifested its e lf w ith y ield in crem en ts ran gin g w ith in 1 5 - 3 2 % (T ab les 1 - 4 ) . T h e e ffe c t of fresh fertib liza tio n w as, on th e average, tw ic e w ea k er on plots w ith h igh phosphorus and p otassiu m reserv es th a n on p lo ts not fertilized for 15 years w ith th e se elem en ts.

T he b alan ce of phosphorus w a s eq u alized at reg u la r a p p lica tio n of 35 k g P per h ectare a year, w h ile th e b a la n ce of p o ta ssiu m — at a p p lica tio n of 150 k g К p er h ectare a year (T ables 12 and 13). In so il o f p lots n o n -fe r tiliz e d fo r 15 y e a r s a sta b iliza tio n of sta tica l (T ables 14, 15) and d y n a m ica l in d ices of p h osphorus and p o ta ssiu m a v a ila b ility (Table 16) has b een found. T he v a lu es of th e s e in d ices in creased under th e e ffe c t o f in creasin g fe r tiliz a tio n (T ables as above). C ritical v a lu e s of P and К a v a ila b ility in d ices to p la n ts w ere determ in ed (conclusions).

P r o f . d r M. F o t y m a Z a k ł a d N a w o ż e n i a ITJNG 24-100 P u ł a w y