MARZENA S. BRODOWSKA, ADAM KACZOR
WPŁYW WAPNOWANIA I NAWOŻENIA SIARKĄ
N A GLEBĘ I ROŚLINY. CZ. II. POBRANIE
I WYKORZYSTANIE MAGNEZU I WAPNIA
PRZEZ PSZENICĘ I RZEPAK
THE EFFECT OF LIMING A N D SULPHUR FERTILIZATION
ON SOIL A N D PLANTS. PART II.
UPTAKE A N D UTILIZATION OF MAGNESIUM
A N D CALCIUM BY WHEAT AND OILSEED RAPE
Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej, Akademia Rolnicza w Lublinie
A b str a c t: During tw o-year pot experiments the range and direction o f changes in the uptake and
utilization o f magnesium and calcium by spring wheat and oilseed rape under conditions o f lim ing and sulphur fertilization were analysed. The analysis o f the obtained results indicates that the inten sified supplying o f soil with magnesium, calcium and sulphur has significantly affected the in crease in the uptake o f the considered elem ents by the tested plants. The highest utilization o f m agnesium by the plants w as observed in case o f objects lim ed with calcium carbonate. R e spectively, the best utilization o f calcium w as obtained in the objects lim ed with dolom ite.
S łow a klu czow e: wapnowanie, naw ożenie siarką, pobranie i wykorzystanie magnezu i wapnia. K e y w o rd s: lim ing, sulphur fertilization, uptake and utilization o f m agnesium and calcium.
WSTĘP
Węglany wapnia i magnezu wprowadzane w trakcie zabiegu wapnowania mają przede wszystkim za zadanie zoptymalizowanie odczynu środowiska. Wpływa to w dużej mierze na dostępność, a tym samym na pobranie i wykorzystanie przez rośliny szeregu składników pokarmowych [Goulding, Annis 1998; Sapek i in. 2002]. Nawozy te, zawierając w swoim składzie magnez i wapń są również bezpośrednim źródłem tych pierwiastków dla roślin. Z szeregu prac [Fageria, Zimmermann 1998; Kaczor, Kozłowska 1998; Mazur, Wiśniowska-Kielian 1994] jednoznacznie wynika, że
2 2 M. S. Brodowska
,
A. Kaczorstosowanie węglanów wapnia i magnezu wydatnie zwiększa pobranie przez rośliny magnezu i wapnia. Na pobranie i wykorzystanie przez rośliny makro- i mikroelementów, w tym magnezu i wapnia, może wywierać wpływ także nawożenie siarką [McGrath i in. 1996].
W kontekście powyższych rozważań w pracy rozpatrzono zakres i kierunek wpływu wapnowania gleby i nawożenia siarką na pobranie i wykorzystanie magnezu i wapnia przez jare formy pszenicy i rzepaku.
MATERIAŁ I METODY
Badania wykonano prowadząc ścisłe, dwuletnie doświadczenia wazonowe w latach 1999-2000. Wazony napełniono materiałem glebowym pobranym z warstwy ornej gleby płowej o składzie granulometrycznym gliny piaszczystej. Schemat badań oraz szczegółową metodykę prowadzenia doświadczeń zamieszczono w I części pracy. Niniejsza praca obejmuje analizę zagadnień dotyczących wpływu czynników doświad czalnych na pobranie i wykorzystanie przez rośliny testowe magnezu i wapnia. Wykorzystanie tych składników z nawozów obliczono metodą różnicową [za Dechnikiem i Kaczorem 1997]. Przy obliczaniu wykorzystania magnezu i wapnia ogółem (z gleby i z nawozów) uwzględniono zawartość w glebie Mg przyswajalnego i Ca wymiennego.
WYNIKI I DYSKUSJA
W tabelach 1 i 2 przedstawiono zależności pomiędzy wapnowaniem i nawożeniem siarką a pobraniem i wykorzystaniem magnezu i wapnia przez pszenicę i rzepak zebrane w okresie pełnej dojrzałości. Zależności te obliczono łącznie dla obydwu roślin testowych.
Pobranie magnezu ogółem przez pszenicę i rzepak w zależności od obiektu doświadczalnego zawierało się w przedziale od 66,0 do 245,2 mg Mg • wazon-1, a wap nia od 332,8 do 786,5 mg Ca • wazon-1. Pobranie przez rośliny obydwu rozpatrywanych pierwiastków było najwyższe w serii, w której zastosowano siarkę na niższym poziomie (Sj) w formie elementarnej.
Aplikacja dolomitu wiązała się z ponad trzykrotnym zwiększeniem pobrania magnezu ogółem w stosunku do wartości w serii kontrolnej. Pobranie wapnia ogółem przez obydwie rośliny testowe było większe w serii wapnowanej węglanem wapnia. Uzyskane wyniki jednoznacznie potwierdzają znany fakt, że o pobraniu pierwiastka przez rośliny decyduje głównie jego stężenie w roztworze glebowym [Orlovius 2000, Sapek i in. 2002]. Nawożenie siarką w mniejszym stopniu, ale widocznie zwiększyło pobranie analizowanych składników przez jare formy pszenicy i rzepaku. Wynikało to głównie z faktu, że w warunkach prowadzonych badań siarka wpływała istotnie na wzrost plonów roślin [Brodowska 2003; Kaczor, Brodowska 2003].
Wykorzystanie przez rośliny magnezu z dolomitu obliczone metodą różnicową w dwuletnim cyklu doświadczalnym wynosiło 20-21%. Poziom nawożenia siarką, jak i forma tego składnika nie wpłynęły widocznie na wykorzystanie magnezu z dolomitu.
TABELA 1. Zależności pomiędzy wapnowaniem i nawożeniem siarką a pobraniem i wykorzystaniem magnezu przez pszenicę i rzepak zbierane w okresie pełnej dojrzałości
TABLE 1. Relationship between liming and sulphur fertilization and uptake and utilization o f magnesium by wheat and oilseed rape harvested in the phase o f full maturity
Obiekt Object Dostar czony w nawozie Provided in a fertilizer
Pobrany przez rośliny The uptake by plants
Wyko rzystany z nawozu Utilized from fertilizers [%] Mg z nawozu + przysw. z gleby przed dośw. Provided in a fertilizers + avail in soil before the experiment Wykorzystany ogółem (gleba + nawozy) Utilized totally (soil + fertilizers) [%] ogółem total z nawozów from fertilizers
mg Mg na wazon - per pot mg Mg na wazon
- per pot
S w postaci Na2S0 4 - S in form o f Na2S 0 4
SoCaoMgo 0,0 66,0 0,0 0,0 133,4 49,5 SoCajMg,, 0,0 103,3 0,0 0,0 133,4 77,4 SoCa.Mg, 762,0 225,0 159,0 20,9 895,4 25,1 S.C a^gt, 0,0 78,5 0,0 0,0 133,4 58,8 SjCajMgd 0,0 112,2 0,0 0,0 133,4 84,1 SjCajMg, 762,0 240,7 162,0 21,3 895,4 26,9 0,0 77,6 0,0 0,0 133,4 58,2 S2Ca2M8o 0,0 122,7 0,0 0,0 133,4 92,0 S2Ca,Mg, 762,0 230,6 153,0 20,1 895,4 25,8
S w postaci elementarnej - Elementary S
S0Ca0Mg0 0,0 74,5 0,0 0,0 133,4 55,8 S0Ca2Mg0 0,0 106,3 0,0 0,0 133,4 79,7 SoCa,Mg, 762,0 238,8 164,3 21,6 895,4 26,7 S.CajMs, 0,0 85,9 0,0 0,0 133,4 64,4 S,Ca2Mg0 0,0 114,1 0,0 0,0 133,4 85,5 S'CagMg, 762,0 245,2 159,3 20,9 895,4 27,4 S2CaoM8o 0,0 80,2 0,0 0,0 133,4 60,1 S2Ca2Mg0 0,0 114,4 0,0 0,0 133,4 85,8 S2CaiMSl 762,0 244,7 164,5 21,6 895,4 27,3
Czynniki doświadczalne wywarły natomiast wyraźny wpływ na wykorzystanie przez rośliny magnezu ogółem, tzn. ilości zastosowanej w nawozach łącznie z zawartością Mg przyswajalnego znajdującą się w glebie przed doświadczeniem. W tym przypadku wykorzystanie magnezu z gleby przez rośliny było najwyższe w serii z samym węglanem wapnia (77,4—92,0%). W roślinach z obiektów wapnowanych dolomitem wykorzystanie to było około trzykrotnie niższe i kształtowało się na poziomie 25-27%. Obliczone stopnie wykorzystania magnezu ogółem także wskazują, że lepsze zaopatrzenie roślin w siarkę - podobnie jak w przypadku pobrania - wyraźnie zwiększało stopień wykorzystania magnezu przez rośliny. Po części mogło to wiązać się z plonotwórczym oddziaływaniem siarki, ale również można przypuszczać, że obecność jonów siarczanowych w glebie ułatwiała roślinom pobieranie jonu magnezowego.
24 M. S. Brodowska
,
A. KaczorTABELA 2. Zależności pomiędzy wapnowaniem i nawożeniem siarką a pobraniem i wykorzystaniem wapnia przez pszenicę i rzepak zbierane w okresie pełnej dojrzałości
TABLE 2. Relationship between liming and sulphur fertilization and uptake and utilization o f calcium by wheat and oilseed rape harvested in the phase o f full maturity
Obiekt Object Dostar czony w nawozie Provided in a fertilizer
Pobrany przez rośliny The uptake by plants
Wyko rzysta ny z nawozów Utilized from fertilizers [%J Dostarczony w nawozie + Ca przysw. w glebie przed dośw. Provided in a fertilizers + avail Ca in soil before the experiment [mg С a na wazon - per pot] Wykorzystany ogółem (gleba + nawozy) Utilized totally (soil + fertilizers) [%] ogółem total z nawo zów from fertilizers
mg Ca na wazon - per pot
S w postaci Na2S 0 4 - S in form o f Na2S 0 4
S0Ca0Mg0 0,0 322,8 0,0 0,0 2539,5 12,7 SoC a^g,, 1270,0 523,9 201,1 15,8 3809,5 13,8 S0Ca,Mg, 2540,0 631,7 308,9 12,2 5079,5 12,4 s iCaoMSo 0,0 359,4 0,0 0,0 2539,5 14,2 SjCajMgo 1270,0 549,0 189,6 14,9 3809,5 14,4 S,Ca,Mg, 2540,0 632,0 272,6 10,7 5079,5 12,4 SzCaoMg,, 0,0 345,5 0,0 0,0 2539,5 13,6 SjCajMgg 1270,0 534,9 189,4 14,9 3809,5 14,0 S2Ca,M g1 2540,0 637,0 291,5 11,5 5079,5 12,5
S w postaci elementarnej -- Elementary S
SoCaoMg, 0,0 335,5 0,0 0,0 2539,5 13,2 SoCajMgę 1270,0 468,7 133,2 10,5 3809,5 12,3 S0Ca,Mg, 2540,0 620,0 284,5 11,2 5079,5 12,2 S^aoMgj, 0,0 380,4 0,0 0,0 2539,5 15,0 SjCajMgo 1270,0 529,6 149,2 11,7 3809,5 13,9 SjCajMg, 2540,0 786,5 406,1 16,0 5079,5 15,5 S2Ca0Mg0 0,0 358,8 0,0 0,0 2539,5 14,1 S2Ca2Mg0 1270,0 559,7 200,9 15,8 3809,5 14,7 S2Ca,Mg, 2540,0 674,2 315,4 12,4 5079,5 13,3
Wykorzystanie przez rośliny wapnia z zastosowanych nawozów odkwaszających w serii z Na2S 0 4 wynosiło od 10,7 do 15,8%. W serii z siarką pierwiastkową wykorzystanie to było niemal identyczne (10,5-16,0%). Większe wykorzystanie tego jonu odnotowano w obiektach z dolomitem, a wyraźnie mniejsze w serii z węglanem wapnia. Zgodne to jest z ogólną prawidłowością, że wykorzystanie składnika przez rośliny maleje wraz ze wzrostem jego ilości wprowadzonej w nawozach [Dechnik, Kaczor 1997; Fotyma 1991].
Wykorzystanie przez rośliny wapnia ogółem - czyli dostarczonego na początku badań w nawozach i zawartego w glebie w formie wymiennej - zawierało się w granicach 12,2-15,5%. W tym przypadku - zwłaszcza w serii z siarką pierwiastkową - nieco
większe wykorzystanie tego pierwiastka było także w obiektach z dolomitem w porównaniu z wykorzystaniem w obiektach z C aC 03. Zwiększenie dawki siarki elementarnej także wiązało się z lepszym wykorzystaniem wapnia przez rośliny.
WNIOSKI
1. Na zwiększenie pobrania magnezu przez rośliny wpłynęła w największym stopniu aplikacja dolomitu. Największe pobranie wapnia przez pszenicę i rzepak wystąpiło natomiast po zastosowaniu węglanu wapnia.
2. Wykorzystanie magnezu i wapnia ogółem było odwrotnie proporcjonalne do ilości tych składników wprowadzonych do gleby z nawozami odkwaszającymi.
3. Nawożenie siarką widocznie zwiększało pobranie i wykorzystanie magnezu i wap nia ogółem przez pszenicę i rzepak.
LITERATURA
BR O D O W SK A M .S. 2003: W pływ wapnowania i naw ożenia siarką na wzrost, rozwój i plonow a nie jarych form pszenicy i rzepaku. Cz. I. Pszenica jara. A cta Agrophys. 89, 1(4): 6 1 7 -6 2 2 . D E C H N IK I., KACZOR A. 1997: The influence o f municipal sew age on the nitrogen uptake and
its balance in mineral and organic soils. Pol. J. Soil Sei. 30, 1: 37—43.
FAGERIA N .K ., ZIM M ERM ANN F.J.P. 1998: Influence o f pH on growth and nutrient uptake by crop species in an oxisol. Commun. Soil Sei. P lan t Anal. 29: 261 5 -2 6 8 2 .
FO TYM A M. 1991: Bilans składników pokarmowych roślin. Mat. Sesji Nauk. nt. „Badania nad bilansem substancji organicznej i składników pokarmowych w układzie gleba-roślina”. B yd goszcz: 2 0 -3 4 .
GO ULDING K.W.T., A N N IS B. 1998: Lime, liming and the management o f soil acidity. The Fer tiliser Society, London: 3 -3 6 .
KAC ZO R A ., B R O D O W SK A M .S. 2003: W pływ wapnowania i naw ożenia siarką na wzrost, rozwój i plonow anie jarych form pszenicy i rzepaku. Cz. II. Rzepak jary. A cta A grophys. 89, 1(4): 6 6 1 -6 6 6 .
KACZO R A., KO ZŁOW SKA J. 1998: Bezpośrednie i następcze oddziaływanie kw aśnego deszczu na zawartość wapnia i m agnezu w glebie oraz w kupkówce pospolitej. Zesz. Probl. Post. N auk
Roln. 456: 3 6 9 -3 7 3 .
M A ZU R K., W IŚNIOW SKA-KIELIA N В. 1994: Zmiana składu chem icznego roślin pod w p ły w em dolom itow ania gleby. Biul. M agnezol. 4: 134-138.
MCGRATH S.P., ZHAO F.J., WITHERS P.J.A. 1996: D evelopm ent o f sulphur deficiency in crops and its treatment. The Fertilizer Society, London: 3 -4 7 .
O RLOVIUS K. 2000: Wyniki badań nad w pływ em nawożenia potasem, m agnezem i siarką na rośliny oleiste w N iem czech. Mat. Monograf. pt. „Zbilansowane naw ożenie rzepaku” [red.] Grzebisz W. W[yd. AR, Poznań: 2 2 9 -2 3 9 .
SA PEK B., K A LIŃ SK A D ., BARSZCZEW SKI J. 2002: W pływ węglanu wapnia i saletry w apnio wej na dynamikę w ynoszenia składników mineralnych z plonem roślinności łąkowej. Zesz.
Probl. Post. N auk Roln. 484: 5 4 9 -5 6 1 .
Praca wpłynąła do redakcji we wrześniu 2003 r.
D r M a r ze n a S y lw ia B ro d o w sk a
K a te d r a C h em ii R o ln ej i Ś ro d o w is k o w e j A k a d e m ii R o ln ic ze j ul. A k a d em ick a 15, 2 0 -9 5 0 Lublin
