JAN PABIN, ANDRZEJ BISKUPSKI, STANISŁAW WŁODEK
ZALEŻNOŚĆ NIEKTÓRYCH WŁAŚCIWOŚCI
FIZYCZNYCH GLEBY I PLONOWANIA ROŚLIN
OD SPOSOBU UPRAWY ROLI
DEPENDENCE OF SOME SOIL PHYSICAL PROPERTIES
AND PLANT YIELDING ON TILLAGE MODE
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli, Wrocław
A b s tr a c t: T h e research w a s a im ed at a ssessm e n t o f the in flu e n c e o f tw o d ifferen t m o d es o f
sim p lified tilla g e on se lec te d ph y sica l properties o f soil in its arable layer and on y ield in g o f c ro p s. D ifferen t m o d es o f tilla g e w ere found to bring about durable ch a n g es in the p h ysical state o f so il, particularly in the 1 0 -1 5 cm layer. P ost-harvest lea v in g straw in the field in form o f c h a ff in treatm ents w ith zero tilla g e appeared to have exerted a p o sitiv e in flu en ce on so il m o istu re, though it did not protect it against n egative e ffects o f drought. Y ield in g o f crop s depend ed first o f all on the w eather co n d itio n s (m ain ly precipitation), and o n ly then on the m o d e o f tillage. A t a m oderate d eficit o f precipitation sig n ifica n tly low er y ield s w ere th ose o f crops grow n in sim p lified w ay, and particularly w ith zero tillage.
S ło w a k lu c z o w e : upraw a roli, w ilg o tn o ść i g ę sto ść gleby, plon. K e y w o r d s : tilla g e, w ater c o n te n ta n d so il bulk density, y ield .
WSTĘP
W prow adzenie u p roszczeń upraw ow ych zw ięk szy konkurencyjność n aszego rolnictw a na rynku europejskim pod warunkiem , że plonow anie roślin zostanie utrzymane na poziom ie, który daje uprawa tradycyjna. W iększość dotychczas przepro wadzonych w tym zakresie (ilościow o skromnych) badań sygnalizuje, że uzyskanie tego, często z nierozpoznanych przyczyn, nie zawsze jest m ożliw e [Blecharczyk i in. 2004; Dzienia i in. 1995a,b; Małecka i in. 2004; Podstawka-Chmielewska i in. 2004; Szym ankiewicz 1995]. Wydaje się, że stosowanie uproszczonych technik uprawowych wymaga dalszego szczegółow ego badania nowotworzących się zw iązków przyczy nowo-skutkowych m iędzy właściwościam i gleby a warunkami klimatycznymi.
Celem opisanych niżej badań było określenie wpływu stosowania uproszczonej i zerowej uprawy roli na gęstość i wilgotność gleby oraz plony roślin.
głębokość 10-15 cm oraz orkę siewną na głębokość 25 cm i przedsiewną uprawę za pomocą brony aktywnej. В - Uprawa uproszczona - bezpłużna (UU), wykonana, w zależności od potrzeb, jeden raz lub kilkakrotnie agregatem do pożniwnej uprawy roli na głębokość 10-15 cm. С - Uprawa zerowa, bez zastosowania mechanicznych zabiegów uprawowych, zwalczanie chwastów oparte na herbicydach, siew nasion siewnikiem do siewu bezpośredniego.
W poszczególnych latach uprawiano następujące rośliny: w 2002 r. - rzepak jaiy (odm. Sponsor), w 2003 r. - pszenicę ozimą (odm. Kobra) i w 2004 r. pszenżyto jare (ocm. Wanad). Pod rzepak jary zastosowano: N - 124, P - 47 i К - 90 kg • ha'1, pod pszenicę ozimą: N - 142, P - 44 i К - 124 kg • ha"1, pod pszenżyto jare: N - 123, P -- 22 i К - 83 kg • ha''1. Corocznie oznaczano dwukrotnie: gęstość i wilgotność gleby Szczegółowe terminy oznaczeń podano w objaśnieniach poszczególnych rysunków. Do oznaczenia gęstości i wilgotności pobierano próbki glebowe cylindcrkami o objętości 100 cm3 z głębokości: 0-5, 10-15 i 20--25 cm w 4 powtórzeniach na każdym obiekcie doświadczenia.
Ocenę znaczenia stanu zagęszczenia i uwilgotnienia gleby dla plonowania roślin dokonano w edług danych w publikacji Pabina i in. [1999], ustalając m etodam i standardowymi, że połowa pojemność wodna PPW = 16,7% s.m.
W okresie prowadzenia doświadczeń przebieg pogody był zróżnicowany. W roku 2002 suma roczna opadów (562,0 mm) była zbliżona do średniej wieloletniej (563,7 mm). W roku 2003 najbardziej dotkliwa była susza zim owo-wiosenna, (od lutego do lipca). W tym czasie niedobór opadów w stosunku do średniej z w ielolecia wyniósł 122,6 mm. Niekorzystne oddziaływanie deficytu wody na wegetację roślin pogłębiała także wysoka temperatura powietrza w maju, czerwcu i lipcu (przeciętnie wyższa o 2,4°C niż w w ieloleciu). W następnym, tj. 2004 roku okres wegetacyjny cechował się trwałym, lecz mniej drastycznym niedoborem opadów i obejmował okres od kwietnia do września. W tym czasie spadło jedynie 64,4% opadów średniej wieloletniej.
WYNIKI I DYSKUSJA
Z danych przedstawionych na rysunku 1 wynika, że w ciągu trzyletniego okresu badań, prawie na wszystkich analizowanych głębokościach, najwyższe zagęszczenie utrzymywało się w glebie uprawianej techniką zerową lub uproszczoną. W stosunku do uprawy tradycyjnej najbardziej zwiększała się gęstość gleby na głębokości 10-15 cm, przeciętnie o ok. 0,14 g cm \ a na pozostałych gębokościach o ok. 0,10 g cm \ W ciągu badanego okresu nie obserwowano kumulowania się stanu zagęszczenia gleby poletek uprawianych w systemie uproszczonym i zerowym, co można traktować jako zjawisko pozytywne, chociaż wymagające jeszcze weryfikacji w dłuższym okresie badawczym. W czasie pierwszego roku badań (2002) rui skutek znacznego uwilgotnienia gleby (ok.75% PPW), zwiększone zagęszczenie w wariantach z uprawą uproszczoną
RY SUN EK 1. W pływ tradycyjnej (U T), uproszczonej (U U ) i zerowej (U Z) uprawy roli na gęstość gleby w profilu warstw y uprawnej: A - rzepak jary, В pszenica ozim a, С - pszenżyto jare; *średnie dla terminu i warstwy oznaczone takimi samymi literami nie różnią się istotnie, **termin oznaczenia FIGURE 1. Effect o f traditional (U T ), sim plified (U U ) and zero (U Z ) tillage system s on soil bulk density in ploughing layer profile; A - spring rape, В - winter wheat, С - spring triticale; *for layer m eans marked the sam e letter w ithin a determ ination date are not sig n ifica n tly differentiated , **determination date
i zerową nie przekroczyło wartości krytycznych. W następnych latach natomiast mogło oddziaływać negatywnie na wegetację roślin i ograniczać plony nawet o 40% w stosunku prognozowanego m aksym alnego plonu. Ograniczenie to dotyczyło również uprawy tradycyjnej, lecz w mniejszym stopniu, bo o około 25% .
W porównaniu z uprawą tradycyjną wilgotność gleby (rys. 2) była wyższa w wariantach uprawy uproszczonej i zerowej. Można to wyjaśnić hamowaniem parowania wody z gleby przez pożniwne pozostawianie na powierzchni pola sieczki ze słomy, która we wspomnianych sposobach uprawy tworzyła mulcz. Uzyskane zwiększenie, wody w pierwszym roku badań w warstwie 0-30 cm wynosiło od ok. 6 do 10 mm. W następnych latach, cechujących się niedoborami opadów, wspomniane zwiększenie ilości wody było mniejsze i mieściło się w granicach 2,7-8,7 mm, a w terminie: 2003.05.05 wystąpił istotny efekt odwrotny, tj. najwięcej wody gromadziło się w glebie pod uprawą tradycyjną (3,0-5,1 mm). Efekt ten mógł być wynikiem kilkudniowych niewielkich opadów (0,7-3,4 mm), które wystąpiły przed terminem oznaczenia wilgotności i w pewnym stopniu zostały zatrzymane w mulczu, natomiast w uprawie tradycyjnej bezpośrednio nawilżały glebę.
Rys. 2. W pływ tradycyjnej (U T ), uproszczonej (U U ) i zerowej (UZ) uprawy roli na w ilgotność gleby w profilu warstw y uprawnej: A - rzepak jary, В - pszenica ozima, С pszenżyto jare: *średnie dla terminu i warstwy oznaczone takimi sam ym i literami nie różnią się istotnie, **termin oznaczenia
Fig. 2. E ffect o f traditional(UT), sim plified (U U ) and zero (UZ) tillage system s on water content in ploughing layer profile; A - spring rape, В - winter wheat, С - spring triticale; *for layer m eans marked the same letter within a determination date are not significantly differentiated, **determination date
Stosowanie zróżnicowanych technik uprawowych wpłynęło na plony roślin i było uwarunkowane ilością występujących w danym roku opadów. W pierw szym roku, kiedy ilość opadów była zbliżona do średniej wieloletniej, nie wystąpiły istotne różnice», które byłyby związane ze stosowaniem odmiennych upraw roli. W następnym roku w ystąpiła susza i plony kształtow ały się pod jej negatyw nym działaniem . Tylko niewielka, choć istotna, różnica wystąpiła na korzyść plonów z uprawy zerowej w stosunku do uproszczonej. Najprawdopodobniej jest to wynik korzystnego oddziaływania słom iastego mulczu na gospodarkę wodną w glebie, co w warunkach głębokiej suszy wyraziło się niew ielką zw yżką plonu. W ostatnim roku badań charakteryzującym się w ystęp ow an iem mniej drastycznych okresów posusznych, plony pszenżyta były wyraźnie i istotnie zróżnicowane. Najwyższe uzyskano z poletek uprawianych trady cyjnie, a najniższe z pozostających w uprawie zerowej. Najprawdopodobniej w tym
Warstwy - Layers
W
il
go
tn
oś
ć
gl
eb
y
%
s.
m
.
-
So
il
w
at
er
co
nt
en
t
TABELA 1. Wpływ sp osob ów uprawy roli na plony główne [Mg • ha '] TABLE I. Effect o f tillage modes on main crops [Mg • ha '] o f plants
roślin Uprawa Tillage Rzepak jary Spring rape Pszenica ozima Winter wheat Pszenżyto jare Spring triticale 2 0 0 2 2003 2004 Tradycyjna - Traditional 2,69 2 ,6 6 4,63 Uproszczona - Simplified 2,61 2,49 4,33 Zerowa - Zero 2,67 2,70 3,76 ^ ^ ( 0 , 0 5 ) ~ ^ ( 0 . 0 5 ) ' uprawa -tillage m* 0,187 0,165
* m - różnice nieistotne — not significant difference
przypadku znaczenie wodochronne mulczu w uprawie uproszczonej i zerowej było znikome, a o poziom ie plonowania pszenżyta decydował opór mechaniczny gleby, który narastał przy zmniejszaniu się wilgotności (niedobór opadów: kwiecień, maj) i ograniczał rozrost korzeni w glebie. Co m ogło zm niejszyć pulę składników pokarmowych dla roślin uprawianych sposobem uproszczonym i zerowym w stosunku do uprawianych tradycyjnie [Pabin i in. 2004; Włodek i in. 2003]. Potwierdzeniem znaczenia możliwości penetracyjnych korzeni dla wyników plonowania roślin są w pewnym stopniu wykresy na rysunku 3, z których wynika, że negatywna zależność korelacyjna m iędzy plonami i gęstością gleby w badanych warstwach jest najwyższa dla głębokości 2 0 -2 5 cm. M ożliw ość obfitego ukorzenienia się rośliny w tej warstwie decyduje o poziom ie plonowania bardziej niż w warstwach płytszych.
R Y SU N EK 3. W pływ gęstości w różnych warstwach gleby na plony roślin w procentach plonu w uprawie tradycyjnej
FIGURE 3. E ffect o f bulk density in different soil layers on plant yields in percentage o f yields under traditional tillage
niką tradycyjną^ natomiast ich plony są znacznie niższe w warunkach umiarkowanego niedoboru opadów.
LITERATURA
BLECH AR CZYK A., M AŁECK A I., SAW IŃSK A Z. 2004: Reakcja pszenicy ozimej na w ieloletn ie stosow anie siew u bezpośredniego. Frag. Agron. 2(82): 125 -137.
DZIENIA S., PISKIER T., W ERESZCZA KA J. 1995a: Reakcja pszenżyta ozim ego na siew bezpośredni. Konf. nauk.: „Siew bezpośredni w teorii i praktyce”, Szczecin - Barzkowice: 49 55.
DZIENIA S., MALICKI L., NOW ICKI J.. W ESOŁOW SKI M. 1995b: Sposób uprawy roli a plonow a nie niektórych roślin na różnych glebach. Konf. nauk.: „Siew bezpośredni w teorii i praktyce”, Szczecin - Barzkowice: 99 107.
M AŁECKA I., BLECH A R C ZY K A., PUDEŁKO J. 2004: Reakcja jęczm ienia jarego i grochu na uprosz czenia w uprawie roli. Frag. A gron.. 2(82): 100-114.
PABIN J., W ŁO DEK S., BISK UPSK I A. 1999: Wartości krytyczne gęstości różnych gatunków gleb mineralnych, Fol. Univ. Agric. Stein. 195 A gricultura (74): 8 1 -8 6 .
PABIN J., BISK UPSK I A ., W ŁODEK S. 2004: W pływ głębokości um ieszczenia nawozu w ieloskładni kow ego w glebie na plony roślin. Annales UMCS, Sec.E 5 9 ,1 : 493 -500.
POD STAW K A-C HM IELEW SK A E., PAŁYS E., K U R U S J. 2004: W pływ zróżnicow anej uprawy roli na plonow anie roślin w drugiej rotacji zmianowania. Frag. Agron. 2(82): 115 124.
SZ Y M A N K IE W IC Z K. 1995: W pływ sp osob ów uprawy roli na dynam ikę zapasu w ody, żyzn ość gleby i plonow anie kukurydzy. Konf. nauk.: „Siew bezpośredni w teorii i praktyce”, Szczecin Barzkowice: 8 9 -9 8 .
W ŁODEK S., H R Y Ń C ZU K B., PABIN J., BISKUPSKI A. 2003: Zawartość składników pokarmowych w warstwach poziom u próchnicznego gleb y uprawianej różnymi sposobam i. Zesz. P robl. Post.
Nauk. Roi. 4 9 3 :7 2 7 -7 3 2 .
Doc. dr hab. Jan Pabin
Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli IUNG-PIB 55-230 Jelcz-Laskowice, ul. Łąkowa 2
