ROCZNIKI G LEBO ZN AW CZE T . X X IV , z. 2, W AR SZAW A 1973
A LO JZY KOWALKOWSKI, MARIAN HOFFMANN, DANUTA FECKO
RO ZW Ó J SY STEM U KORZENIOW EGO W lSN I W G LEBA C H PŁO W YC H O PA D O W O -G LEJO W YCH P R Z Y ROŻNYCH SYSTEM A C H U P R A W Y
Zespół Nawożenia Upraw Ogrodniczych
Instytut Gleboznawstwa i Chemii Rolnej WSR w Foznaniu
W STĘP
W profilu gleb płowych opadowo-glejowych, szczególnie na płaskich terenach m orenow ych, w ystępuje poziom przem ycia opadowo-glejowy. W poziomie tym okresowo stagnują wody pochodzenia opadowego i za chodzą procesy redukcyjne, obejm ujące również sąsiadujące poziomy glebowe. Nie tyle więc obecność w glebie wód graw itacyjnych, ile ich okresowe nadm iary i niedobory są według wielu badaczy [2, 9, 10, 15] czynnikami istotnie ograniczającym i wzrost korzeni drzew. Do zespołu tych czynników należy również zwięzłość poszczególnych poziomów gle bowych oraz obecność węglanu wapnia.
Gwałtowne zanikanie korzeni przy ciężarze objętościowym gleb po
wyżej 1,5 g/cm3 stw ierdzają między innymi P r o e b s t i n g [13], P e a r
s o n [1 2], Z e r e b c o w [18]. P rzy tak wysokich w artościach ciężaru
objętościowego m aleje skokowo przepuszczalność wodna, a jednocześnie
pow stają niedobory tlenu i nadm iary C 02 oraz zjaw iają się toksycznie
działające produkty beztlenowego rozkładu substancji m ineralnych i o r
ganicznych [2, 3, 14, 17]. Procesy te bezpośrednio powodują zaham ow a
nie w zrostu i ostateczne zam ieranie korzeni. Niemniej G r e e n w o o d [6]
zw raca uwagę, że takie zahamowanie w zrostu roślin nieprawdopodobne jest przy braku w glebie stref zupełnie pozbawionych tlenu. Zwięzłe poziomy glebowe w ytw orzone z glin nie ham ują wzrostu korzeni, o ile odznaczają się dobrą przepuszczalnością wodną, związaną z obecnością utw orów biogenicznych i szczelin spowodowanych przez w ysychanie. Badania T a y l o r a i B r u c e [16] wskazują raczej na brak zależności między ilością wolnych przestrzeni w glebie a w zrostem korzeni.
Istotniejsze znaczenie m a stężenie łatw o rozpuszczalnych składników
osłabię-3 0 0 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
nie w zrostu system u korzeniowego, a w dalszym efekcie jego zam iera nie [7, 8, 11]. Niedobory Ca z kolei w pływ ają na zahamowanie w ykształ cania korzeni bocznych i włośników.
Do tak skomplikowanego i niew ystarczająco jeszcze poznanego splotu czynników, w arunkujących w zrost korzeni drzew, włączana jest ostatnio upraw a roli i nawożenie.
W naszej publikacji om aw iam y głównie wpływ uziarnienia oraz związanych z nim właściwości fizycznych i chem icznych gleb na sy ste m y korzeniowe wiśni, przy uwzględnieniu różnych sposobów upraw y.
Badania przeprowadzono w latach 1966 - 1968 w sadzie doświadczal nym Rolniczego Zakładu Doświadczalnego Przybroda, należącym do W SR w Poznaniu. Znajduje się on na płaskiej wierzchowinie słabo falistej rów niny dennej m oreny, stadium poznańskiego zlodowacenia b ałtyc kiego. W sadzie tym w kw aterze wiśni w ytypow ano do badań po 2 drze wa odmiany M ontm orency i M inister Podbielski, okulizowane na pod kładce Cerasus Mahaleb, a wysadzone na m iejsce stałe w r. 1950/1951.
W badaniach system ów korzeniowych oraz fizycznych i chem icznych właściwości gleb stosowano m etody podane w jednej z poprzednio ogło szonych p rac [9]. Rozmieszczenie badanych drzew i odkryw ek glebowych ilustruje rys. 1. 1 O 2 4 6 8 ttl 1 2 3 4- 5 ' 6 Rys. 1. Lokalizacja badanych drzew i odkrywek glebowych
1 — b a d a n e d r z e w a , 2 — i n n e d r z e w a , 3 — w y p a d y , 4 — b a d a n e d r z e w a w ra z z o d k r y w k a m i, 5 — c z a r n y u g ó r, 6 — m u r a w a
Location of the investigated trees and soil profiles
1 — t r e e s u n d e r in v e s t ig a t io n , 2 — o th e r t r e e s , 3 — la c k i n g t r e e s , 4 — t r e e s u n d e r in v e s t i g a tio n w ith s o il p r o f ile s , 5 — c l e a n c u lt iv a t io n , 6 — g r a s s s w a r d
W YNIKI BADAIŚT
Profile glebowe odsłonięte w 8 odkrywkach są do siebie podobne. Pow stały one bowiem w podobny sposób z tej samej skały m acierzystej.
System korzeniowy wiśni w glebach płowych 301
Rys. 2. Sumowane krzywe uziarnienia
Summarized granulation curves
0,002 о т от 0,05 0,10 0,Z5 0,50 1,00 2,00 Średnice ziorn log d (ттп)-G rain diameter /од d (in т ш )
Ze średnich w artości uziarnienia obliczonych dla 8 odkryw ek (tab. 1) oraz z przebiegu i kształtu krzyw ych sum ow anych uziarnienia (rys. 2) wynika, że profile badanych gleb składają się z trzech w arstw . P rzy powierzchni w ystępują piaski pokrywowe o uziam ieniu piasków glinia stych m ocnych pylastych. Odznaczają się one dużą niejednorodnością uziarnienia ze wskaźnikiem D = 11,0 - 11,6. Ta w arstw a o miąższości 40 - 60 cm, bogata w spągu w żw iry i drobne kamienie, przechodzi nie rów no głębokimi kieszeniami lub klinami w odwapnioną i bardzo niejed
norodną glinę średnią i m iejscam i glinę lekką z D = 104,0.
W węglanowej skale m acierzystej, o składzie m echanicznym gliny lekkiej silnie spiaszczonej, stopień niejednorodności jest z kolei m niejszy i wynosi D = 31,3.
Z anizotropow ością w poszczególnych w arstw ach koreluje profilowe zróżnicowanie uziarnienia, znajdujące sw oje odzwierciedlenie w m orfo
logii gleby płowej opadowo-glejowej z genetycznym i poziomami A p —
— A 3g— B g— Cg.
Poziom y A p i A zg w ytw orzyły się z piasków pokrywowych. Bogaty
w ił strukturalny poziom B g jest związany z gliną odwapnioną, a skała
m acierzysta Cg w ystępuje w spągu i obejmuje bezstrukturalne gliny w ę
glanowe. Poziom y A p i Bg odznaczają się w yrów naną miąższością. P o
ziom A %g m a natom iast miąższość bardzo zróżnicowaną i często zanika
całkowicie. W skutek tego poziom A p leży niekiedy bezpośrednio na po
ziomie B g , stw arzając pozornie profil gleby brunatnej.
Profilow e zróżnicow anie uziarnienia powoduje pionowe układy w łaś ciwości fizycznych, które częściowo odzwierciedla współzależność między porow atością ogólną a ciężarem objętościow ym (rys. 3). W podłożu w ęgla now a i bezstrukturalna glina lekka odznacza się bardzo wysokim cięża rem objętościow ym (1,82 1,85 g/cm 3) oraz m ałą porow atością (3 0 ,1 7
-Skłcd mechaniczny poszczególnych poziomów glebowych /v;ax'Loboi sk rajn e i średnie/
I.'ecucudcaJ- com position o f s o i l horizons /extreme and mean values/
T a b e l a 1 Nr prof i lu P ro fi le No. ■ Po-zion Hori zon C zęści s z k ie le towe Sk eleton p a r t i c le s %
C zęści ziem iste - Earthy p a r t i c l e s
c/o < 0 , 0 0 2 0 ,0 0 2 -0 ,-0 -0 5 0 ,0 0 5 -0 ,0 2 о о о очл го i 0 ,0 5 -0 ,1 -0 0 , Io-О.25 0 ,2 5 -0 ,5 0 н* о о чл о о 1 > 1 , 0 0 mm 1-8 Ap 2 ,9 4 ,9 - 7 ,7 4 , 4 - 5 ,8 3 ,7 - 9 ,7 4 ,0 - 1 0 ,1 1 0 ,7 -2 1 ,3 3 1 ,7 -3 5 ,8 1 2 ,4 -1 3 ,5 5 ,7 - 7 ,1 2 ,8 - 3 ,8 5 ,7 5 ,4 9 ,0 " 8 ,3 1 6 ,4 3 4 ,3 1 2 ,8 6 ,4 3 ,8 1-8 4 ,3 3 ,9 - 9 ,2 1 ,9 - 4 ,8 4 ,9 - 9 ,7 4 , 6 - 9 ,6 1 5 ,4 -2 2 ,1 2 9 ,5 -3 6 ,7 1 1 ,8 -1 4 ,2 5 ,9 - 7 ,6 2 ,9 - 5 ,9 6 ,4 3 ,8 6 ,1 7 ,6 1 7 ,5 3 2 ,7 1 2 ,8 6 ,8 4 ,3 1-8 Bg 2 ,5 19,5 -2 1 ,6 6 ,8 - 8 ,9 5 ,9 - 8 ,7 5 ,8 - 8 ,8 6 ,6 - 1 6 ,0 2 3 ,6 -2 8 ,7 8 ,9 -1 2 ,1 5 ,4 - 6 ,8 1 ,4 - 2 ,5 2 1 ,1 7 ,5 7 ,2 7 ,5 11 ,9 2 5 ,8 10 ,7 5 ,8 2 ,3 1-8 Cg 4 ,6 1 0 ,5 -1 3 ,5 5 ,2 - 6 ,7 5 ,6 - 1 1 ,4 5 ,6 - 7 ,7 Ю ,9 -1 8 ,5 2 7 ,5 - 3 3 ,0 1 0 ,3 -1 2 ,8 6 ,1 - 8 ,2 3 ,7 - 5 ,2 1 2 ,1 5 ,9 7 ,9 7 ,0 14,7 2 9 ,1 11,7 7 ,0 4 ,6 302 A . Kow alkows ki, M . H o ff m an n, D . F e ck o
System korzeniowy wiśni w glebach płowych 303
30,68%). Poziom ten jest mało przepuszczalny i zw ięzły, jednak o dużej
kapilarnej pojemności wodnej, powodującej zwolnienie ruchów wód we
w szystkich kierunkach. W wyżej położonych poziomach glebowych w y
stępuje dodatkowe zróżnicowanie w łaściwości fizycznych, spowodowane
różnym i sposobami uprawy.
1,9 [g/cm3]
I
.CiI
§ I i 1 .cs 1,8 1,7 1,6Rys. 3. Współzależność między porowatością ogólną a ciężarem objętościowym w poszczególnych poziomach gleb płowych
opado-wo-glejowych
Relationship between total soil porosity and bulk density in p ar ticular horizons of pale
pseudo-gleyed soils t 1,5 + + X t o A ji • A*a • X .0 х j* X
3 v
i X + 1 O • O "2 "• • 25 30 35 40 45 [% ]Porowatość ogólna-T o ta l porosity
Trw ałe zadarnienie, w porównaniu z czarnym ugorem , w yw iera do datni wpływ na kształtowanie fizycznych właściwości gleb w profilu do głębokości 80 cm (tab. 2). W glebie zadarnionej porowatość ogólna w ar stw y ornej wynosi 42,7%, m aleje nieznacznie do' 40,2% w poziomie A 3g,
następnie do 35,6% w poziomie Bg. Jednocześnie w yraźne zmniejszenie
ciężaru objętościowego, szczególnie w A p, wskazuje na znaczny wzrost
objętości wolnych przestrzeni niekapilarnych pod wpływem m uraw y. Znajduje to niew ątpliw ie swoje odbicie we w zroście przepuszczalności
wodnej gleb, szczególnie w poziomach A p i A 3g. N atom iast gleby pod
czarnym ugorem są silnie zbite i m ają stosunkowo niską porowatość, niewiele różniącą się od węglanowej skały m acierzystej. Stosunkowo n a j mniej zbity jest poziom A 3g, w którym ciężar objętościow y wynosi śred nio 1,71 g/cm 3, a porowatość ogólna jest mała. W arstw a o m a oraz po
ziom B g, bezpośrednio sąsiadujące z A 3g gleb w czarnym ugorze, są silnie
zbite i m ało porowate. W skazuje to na dominowanie w profilu gleb pod czarnym ugorem przestrzeni kapilarnych nad niekapilam ym i. P otw ier dzeniem tego są w yraźnie zróżnicowane wilgotności aktualne i stopnie wypełnienia w olnych przestw orów glebowych wodą i pow ietrzem (tab. 2). Zwięzłe i m ało porow ate gleby pod czarnym ugorem są mianowicie b ar dziej wilgotne niż pod m uraw ą, co zaznacza się do głębokości ponad
304 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
T a b e l a 2
W ażniejsze w łaściw ości fizy czn e /w artości sk rajn e i średnie/ gleb płowych opadowo-glejowych
More im portant p h y sical p ro p e rtie s of pale pseudogleyed s o i l s /extreme and mean values/
iNr p r o f i lu Poziom Hori zon C iężar o b ję to ś c io wy Porowatość chwilowa Actual Porowatość całkow ita T o ta l Wilgotność aktualna A ctual Wypełnienie p rz e strz e n i glebowych F i l l i n g of s o i l sp e cie s with P r o fi le Ii o. Bulk d en sity
p o ro sity p o ro sity m oisture
conten t wodą water powietrzem a i r Vg Го 1 , 5 ,5 , Ap 1 ,6 6 -1 ,7 9 8 ,3 3 -2 4 ,8 3 3 2 ,1 9 -3 9 ,0 4 1 4 ,2 1 -2 6 ,6 7 3 6 ,4 -7 6 ,2 2 3 ,8 - 6 3 ,6 7 Czarny ugór Clean c u l t i vation 1,7 3 1 4 ,5 8 5 4 ,6 5 2 0 ,0 7 58,67 4 1 ,3 2 1 ,6 4 -1 ,7 8 1 3 ,1 7 -2 5 ,7 0 3 2 ,1 8 -3 8 ,3 1 1 1 ,6 7 -1 9 ,0 1 3 2 ,9 - 5 9 ,1 4 0 ,9 -6 7 ,1 1 ,7 1 2 1 ,4 6 5 5,07 1 4 ,8 5 4 2 ,9 5 57,05 Bg 1 ,7 5 -1 ,8 1 8 ,3 0 -1 0 ,5 3 2 7 ,5 9 -3 3 ,0 9 1 7 ,2 6 -2 3 ,8 8 6 2 ,5 -7 3 ,5 2 6 ,5 -3 7 ,5 1,7 8 9 ,2 0 3 1 ,1 5 2 1 ,9 5 7 0 ,1 7 2 9 ,8 2 Cs 1 ,8 1 -1 ,8 8 8 ,8 0 -1 2 ,6 7 2 9 ,1 5 -3 1 ,2 7 1 8 ,5 8 -2 2 ,2 6 5 9 ,5 -7 1 ,7 2 8 ,3 -4 0 ,5 1 ,8 5 1 0,61 3 0 ,6 8 2 0 ,0 6 65,42 3 4,57 2 , 4 ,6 , Ap 1 ,4 3 -1 ,5 9 2 1 ,3 0 -5 5 ,6 7 4 1 ,4 3 -4 4 ,7 3 6 ,4 5 -1 6 ,9 3 1 5 ,3 -4 0 ,9 5 9 ,1 -8 4 ,7 8 Murawa Grass sward 1 ,4 9 1,50-1,66 28,33 2 8 ,7 5 -5 5 ,5 3 4 2 ,7 6 3 7 ,5 4 -4 2 ,1 8 15 ,6 8 5 ,4 8 -8 ,7 9 3 1 ,9 7 1 3 ,4 - 2 3 ,4 6 8,02 7 6 ,6 - 8 6 ,6 1 ,5 9 3 3 ,1 0 4 0 ,2 9 7 ,1 9 17,92 8 2 ,7 Bg 1 ,6 5 -1 ,7 5 1 2 ,8 7 -2 8 ,8 5 3 1 ,1 0 -3 7 ,6 9 1 2 ,6 1 -1 8 ,2 7 3 0 ,4 - 5 8 ,7 4 1 ,3 0 -6 9 ,6 0 1 ,6 8 2 1 ,4 5 3 5 ,6 0 1 5 ,1 4 4 2 ,4 0 57 ,6 0 Cg 1 ,7 9 -1 ,8 8 1 1 ,6 7 -2 0 ,0 0 2 7 ,5 2 -5 1 ,4 8 1 5 ,8 4 -1 7 ,5 2 4 4 ,2 - 6 1 ,2 3 8 ,8 -5 5 ,8 1 ,8 2 1 5 ,1 6 3 0 ,1 7 1 6 ,4 9 53 ,1 0 4 6 ,9
Mała przepuszczalność wodna w poziomach B g i Cg jest przyczyną
stagnow ania okresowego wód graw itacyjn ych pochodzenia opadowego
w obu poziomach, przede wszystkim w poziomie A%g nad Bg. Je s t to
naturalna cecha gleb płowych opadow o-glejow ych.
Kompleks czynników w odno-pow ietrznych, uziam ienie i sposób u p ra w y w arunkują profilowe zróżnicowanie właściwości chem icznych. Z w y ników analiz (tab. 3) można wnioskować, że sposoby upraw y w yw ierają dom inujący w pływ na właściwości chem iczne gleb. W profilu gleby pło wej opadowo-glejowej zadarnienie wpłynęło na zwiększenie m asy sub
stancji organicznej w w arstw ie A p, jednak w poziomach niżej leżących
średnie ilości С są większe w glebie pod czarnym ugorem . Jednocześnie
pozio-T a b e l a 3 Charakterystyka chemicznych w łaściw ości Gleb płowych opadowo-glejowych
/w artości skrajn e i średnie/
C h a r a c te r is tic s o f chem ical p ro p e rtie s of pale pseudogleyed s o i l s /extreme and mean values/
Nr p r o filu Poziom Głębo kość S t r a ty przy prażeniu w temperaturze 550°C Ig n itio n lo s s e s at 550°C % С К ogółem T o tal N pH Łatwo rozpuszczalny mg/100 g gleby Readily solu b le mg/100 g o f s o i l CaCO^ P r o f ile No. Horizon Depth cm % н2о n KC1 p2°5 k2o % 1 ,3 ,5 ,7 Ap 5-15 1 ,4 1 -2 ,3 5 0 ,6 0 -0 ,7 4 0 ,0 5 6 -0 ,0 7 5 6 ,6 - 8 ,0 5 ,9 - 7 ,2 1 3 ,5 -2 8 ,0 2 9 ,6 -4 0 ,0 0 ,0 Czarny 1,8 0 0 ,6 3 0 ,0 6 5 22,42 3 3 ,1 ugór Clean c u ltiv a ■A-zß 25-55 0 .8 7 -1 .1 2 0 .1 4 —0 .3 2 0 .0 2 5 - 0 .0 7;4 7 ,3 - 7 ,6 6 ,3-6,8 8 .7 - 1 1 .0 6 .8 - 1 2 .4 0 ,0 tio n У 1 ,0 0 0 ,2 6 0,030 9,7 2 8 ,8 0 Bg 40-70 1 ,4 6 -2 ,2 6 2 ,0 1 0,21-0,32 0 ,2 6 0,025-0,032 0,029 7 , 5 - 7 ,9 6 ,2 - 6 ,7 2 ,9 - 8 ,1 5,0 5 8 ,6 - 1 3 ,5 10,42 0 ,0 Cg 70-110 1 ,3 1 -2 ,4 0 0 ,0 1 -0 ,2 5 0 ,0 0 3 -0 ,0 2 5 8 , 2 - 8 ,4 7 , 2 - 7 ,4 0 ,6 - 0 ,7 5 ,4 - 8 ,9 5 ,1 4 - 9 ,0 1,73 0 ,1 1 0 ,0 1 4 0 ,6 7 ,0 2 7 ,1 2 2 , 4 ,6 , 8 Ap 10-20 1 ,2 3 -1 ,7 7 0 ,6 9 -0 ,7 7 0 ,0 5 3 -0 ,0 7 5 7 , 2 - 7 ,7 5 - 7 ,1 1 9 ,7 -2 9 ,5 1 6 ,4 -2 0 ,5 0 ,0 Murawa Grass 1,4 6 0 ,7 2 0 ,0 5 9 2 6 ,2 0 1 8,37 sward AjG 30-45 q ^ - i ^ . 2 1 ,0 4 0 .0 8 -0 0 ,2 5 0 ,0 0 7 -0 ,0 4 1 0 ,028 7 ,5 - 7 ,8 6 , 5 - 7 ,1 5 * 0 - 1 2 ^ 8 ,7 7 5 , 0 - 6 ,6 5 ,6 0 0,0 Bg 55-70 1 ,0 1 -2 ,0 8 1 ,5 6 0 ,0 8 - 0 ,2 4 0 ,1 5 0 ,0 0 5 -0 ,0 2 9 0,017 7 , 3 - 8 ,0 6 , 3 - 7 ,1 .1 ,9 -2 ,8 2 ,5 7 3.1 -1 0 ,2 6 ,7 0 0,0 Cg 85-105 1 ,0 1 -1 ,7 3 0,05-0,20 0 ,0 0 4 -0 ,0 2 4 7 ,9 - 8 ,3 7 ,2 - 7 ,3 0 , 6 - 1,0 5 ,2 - 7 ,2 2,8 9 -1 2 ,6 0 1 ,83 0,10 0,012 0 ,7 2 6 ,3 0 8 ,8 0 Sy ste m k o rz en io w y w iś n i w gl eb ac h p ło w yc h 30 5
3 0 6 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
m ach gleby pod czarnym ugorem niż w profilu gleby zadarnionej. Je s t to niew ątpliw ie skutek m niejszej przewiewności i słabszej przepuszczal ności gleby o większej kapilarnej pojemności wodnej pod czarnym ugo rem niż w glebie zadarnionej.
Zadarnienie spowodowało jednak zmniejszenie zakwaszenia om aw ia nych gleb oraz w w arstw ach ornych (darniowych) w zrost zaw artości łatw o rozpuszczalnego fosforu. W głębszych poziomach zaw artość łatwo rozpuszczalnego fosforu jest na ogół m niejsza niż w glebie pod czarnym ugorem. Zasobność łatw o rozpuszczalnego potasu jest natom iast prawie o 100% większa w w arstw ie ornej gleby utrzym anej w czarnym ugorze niż w glebie zadarnionej. Różnica ta m aleje w głąb profilu, przy czym zasoby potasu są o 30 - 50% większe w glebie pod czarnym ugorem niż w glebie zadarnionej.
Z profilowym zróżnicowaniem uziarnienia i zaw artości próchnicy ko reluje skład kationów w ym iennych oraz właściwości sorpcyjne badanych
gleb (tab. 4). Stopień w ysycenia kationami zasadowymi V jest
stosun-T a b e l a 4
Skład kationów wymiennych w p r o f ilu glebowym Exchangeable c a tio n s com position o f in s o i l p r o f ile Kr p r o f ilu Fobiom nu e Kationv wymienne xchangeaole c a tio n s ./100 g gleby - s o i l H+ T S V P r o file
Ko. Horizon Ca2+ i.:g2+ K+ Na+ ш .е ./lOO g gieby - s o i l %
4 Ap 3 ,9 0 0 ,5 7 0 ,3 5 0 ,1 0 1 ,4 0 6 ,4 4 4 ,9 0 7 6 ,0 9 Ap 3 ,5 1 0 ,5 5 0 ,0 8 0 ,0 7 0,30 4 ,1 8 3 ,8 1 9 1,15 2 ,4 2 0 ,4 9 0 ,1 4 0 ,1 0 0 ,7 0 3 ,6 7 3 ,1 5 8 1 ,4 0 3g 1 0,55 0 ,9 0 0,25 0 ,1 4 1 ,6 0 1 3,67 1 1 ,8 4 8 6,61 ^G 7 ,5 0 0 ,6 6 0 ,1 6 0 ,1 6 0 ,0 0 7 ,3 0 8 ,6 8 100,00 5 Ap 5 ,4 0 0 ,4 6 0 ,6 2 0 ,1 6 0 ,7 0 5 ,0 8 4 ,6 6 91,73 •2,99 0 ,4 5 0 ,1 9 0 ,1 4 0 ,6 0 ' 4 ,3 8 3 ,7 7 86,07 1 1,26 1,03 0 ,2 9 0 ,1 6 1 ,3 0 1 4 ,3 5 1 2 ,7 4 88 ,7 8 Cg 7 ,5 2 0 ,5 2 0 ,1 2 0 ,1 6 0 ,0 0 6 ,2 0 8 ,3 2 100,00 ó ÂT) 4 ,5 1 0 ,6 2 0 ,4 4 0 ,0 8 1 ,0 0 6 ,5 6 5 ,6 5 8 6,13 A^g 3 ,5 6 0 ,4 5 0 ,1 2 0,05 0 ,3 0 4 ,6 0 4 ,1 6 9 0 ,4 4 bg 5, b'-) 0 ,5 2 0 ,1 2 0 ,0 9 0 ,3 0 7 ,1 5 6 ,6 2 92 ,5 9 i Z G 7 ,c 0 0, óó 0 ,1 5 0 ,1 5 0 ,0 0 6 ,9 4 8 ,6 9 100,00
kowo wysoki w w arstw ie ornej i przekracza 75%. Z głębokością wielkość jego w zrasta i osiąga pełne w ysycenie w węglanowej skale m acierzystej. Wielkość pojemności sorpcyjnej T jest związana z zaw artością frakcji ilastej i próchnicy, w wyniku czego powstaje sw oisty obraz kształtow a nia się tego wskaźnika. W w arstw ie ornej w artość T waha się od 5,0 do
ar-Kr p r o f il u P ro fil e K o . P o z io m Ho ri z on Ś re dn ia l i c z b a ko rz en i na powierzchni pr z e k r o j u glebowego 100 cmr' ~ Mean number of r o o t s p e r 100 cm of s o i l s u r f a c e è r c d n i procentowy ud z i a ł k o r z en i w pos zc ze gól ny ch poziomach Mean r o o t percent;age in s o i l h o r iz on s ś r e d n i c a ko rz en i w min r o o t d i am et er
X
si’ed n i ca k o r ze ni w nun r o o t di am e te rE
< 1 , 0 1 , 0 -2 , 0 2 , 0 -5 , о 5 , 0 -1 0 , 0 > 1 0 , 0 < 1 , 0 1 о о 2 , 0 -2 . 0 5 , 0 -1 0 , 0 > i o , o 1 , 5 , 5 , 7 Czarny UjjÓr Clean c u l t i v a t i o n Ap 1 , 2 0 o , 6 3 0 , 5 4 0 , LI 0 , 0 5 2 , 3 3 •-4, 1- 1 2 , 7 6 , 8 2 , 1 0 1 , 0 0 4 6 , 7 a^g 0 , lo 0 , 0 4 0 , 0 0 0 , 0 0 0 , 0 0 0 , 2 2 3 , ь 0 , 8 0 , 0 0 , 0 0 , 0 4 , 4 В g 1 , 2 7 0 , ny 0 , 1 2 0 , 0 7 0 , 0 0 7 1 , 9 3 7 2 5 , 5 9 , 4 2 , 4 1 , 4 0 , 1 5 8 , 8 Cg 0 , 5 5 0 , 1 5 0,005 0 , o 0 2 0 , 0 0 0 , 4 8 7 6 , 0 3 , 0 0 , 1 0 , 4 0 , 0 1 0 , 1Z
2 , 9 8 1 , 2 9 0 , 4 6 5 0 , 1 8 2 0 , 0 5 7 4 , 9 7 4 5 9 , 8 2 5 , 9 9 , 3 3 , 9 1 , 1 1 0 0 , 0 2 , 4 , 6 , 8 Mura wa Grass sward Ap 1 , 1 2 0 , 8 5 0 , 4 2 0 , 1 6 0 , 0 1 2 , 5 6 2 2 , 1 1 6 , 8 8 , 3 3 , 2 0 , 2 5 0 , 6 A^g 0 , 1 2 0 , 2 0 0 , 0 2 0 , 0 0 0 , 0 0 0 , 3 4 2 , 3 3 , 9 0 , 4 0 , 0 0 , 0 6 , 6 Bg 0 , 9 5 0 , 4 9 0 , 2 1 0 , 0 4 0 , 0 0 2 1 , 6 9 2 1 8 , 7 9 , 7 4 , 1 0 , 8 0 , 0 3 3 , 3 Cg 0 , 3 1 0 , 1 5 0 , 0 2 0 , 0 0 0 , 0 0 0 , 4 8 6 , 1 3 , 0 0 , 4 0 , 0 0 , 0 9 , 5 V 1 L .* 2 , 5 0 1 , 6 9 0 , 6 7 0 , 2 0 0 , 0 1 2 5 , 0 7 2 4 9 , 2 3 3 , 4 1 3 , 2 4 , 0 0 , 2 1 0 0 , 0ll o s c i o w o - j a k o ś c i o w e st o su n k i kor zen i w gl eb a ch płowych opadowo-glejowych do g ł ę b o k o ś c i 110 cm Q u a n t i t a t i v e and q u a l i t a t i v e r e l a t i o n s of r o o t s i n pa le pseudogleyed s o i l s up t o 110 cm depth
T a b e l a 5 Sy ste m k o rz en io w y w iś n i w g le b ac h p ło w y ch 307
308 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
tość najniższą 3,8 - 4,6 m.e./lOO g gleby. Z kolei m aksym alne w artości T do ponad 14 m .e./100 g gleby w ystępują w bezpośrednio sąsiadującym poziomie Bg, a w skale m acierzystej w ahają się w granicach 6,2 - 7,3 m .e./ /100 g gleby.
W składzie kationów w ym iennych na całej głębokości profilu zd ecy dowanie dominuje C a2+ w ilościach 5 - do 13-krotnie w iększych niż Mg2+. K ationy w ym ienne K + i N a+ znajdują się w stosunkowo m ałych iloś
ciach, zazwyczaj z niew ielką przew agą K + . W yjątek stanow i poziom Cg,
gdzie zaw artości K + i N a+ są na ogół rów ne.
W pływ w arunków w odnych n a ilościowe stosunki kationów w ym ien nych, w glebach stagnoglejow ych w ytw orzonych z piasków [9], w om
a-Q) DfugoSć w cm-Length in cm
0 W во 120 160 200
1 i i i i i i
1---Dfugosc w cn -L en g th in ста
System korzeniowy wiśni w glebach płowych 309
C)
Dtugość w cm -Length in ein40 80 120 160 200
d) D fug ość w c m — Length in c m
Rys. 4. Rozmieszczenie systemów korzeniowych dwóch odmian wiśni w glebie płowej opadowo-glejowej
a — od m iana M on tm oren cy, c z a rn y ugór, b — odm iana M on tm oren cy, m u ra w a , с — odm iana M inister Podbielski, cz a rn y u g ór, d — od m iana M inister Podb ielski, m u ra w a ; śred n ica k o rz e n i: 1 — < 1,0 m m , 2 — 1,0 - 2,0 m m , 3 — 2,0 - 5,0 m m , 4 — 5 ,0 - 1 0 ,0 m m , 5 — > 10,0 m m Root system distribution of two cherry tree varieties in pale pseudogleyed soil
a — M on tm oren cy v a rie ty , cle a n cu ltiv a tio n , b — M on tm oren cy v a rie ty , grass sw ard , с — M inister Podbielski v a rie ty , clean cu ltiv a tio n , d — M inister Podbielski v a rie ty , grass sw a rd ; root d ia m e te r: 1 — < 1 . 0 m m , 2— 1.0 - 2.0 m m , 3 — 2.0 - 5.0 m m , 4 — 5.0 - 10.0 m m , 5 — > 10.0 mm
w ianych glebach płowych opadow o-glejow ych nie zaznacza się w yraźnie. Z atarcie tego w pływ u i zm odyfikowanie składu kationów w ym iennych w badanych glebach m ogło nastąpić pod w pływem intensyw nego wapno w ania i nawożenia m ineralnego.
Największe zagęszczenie korzeni (tab. 5, rys. 4), obejm ujące 46,7 - 50,6% ogólnej ich liczby, stwierdzono w w arstw ie ornej, a następnie
310 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
w poziomie Bg (33,3 do 38,8%). Interesujący jest m inim alny rozwój ko
rzeni w poziomie A 3g, w ynoszący od 4,4 do 6,6% ogólnej liczby korzeni, co nie potwierdza w pełni badań S ł o w i k a [15] przeprowadzonych w glebach o podobnej budowie morfologicznej profilu.
Poziom A 3g przedziela w przypadku badanych gleb system korzeniowy wiśni na dw a odrębne .piętra: górne w w arstw ie ornej i dolne w pozio mie Bg. W węglanowej skale m acierzystej stwierdzono wprawdzie jesz cze do 10% ogólnej liczby korzeni, koncentrują się one jednak na styku
z poziomem B g i na ogół przenikają nie głębiej niż 1 0 0 - 1 1 0 cm.
Z tabeli 5 wynika, że w w arstw ie ornej oraz w poziomie A 3g gleby zadarnionej znajduje się większa liczba korzeni niż w analogicznych po ziomach gleby utrzym anej w czarnym ugorze. N atom iast wr głębszych
poziomach, szczególnie Bg, stosunki ilościowe korzeni kształtują się od
w rotnie; więcej korzeni w ystępuje w glebie pod czarnym ugorem . W glebie utrzym anej w czarnym ugorze stw ierdzam y większy udział korzeni chłonnych o średnicy < 1 , 0 mm (średnio 59,9% ogólnej liczby) niż w glebie zadarnionej (49,3%). Różnica ta utrzym uje się na całej głę bokości profilu, z w yraźnie zaznaczoną dwupiętrowością system u korze niowego. Z powyższego wynika, że gorsza przewiewność, a jednocześnie większa kapilarna pojemność wodna om aw ianych gleb płowych sp rzy jają wzrostowi korzeni drobnych. Korzeni grubszych o średnicach 1 - 2 mm oraz 2 - 5 m m jest w yraźnie więcej w przewiewniejszej i suchszej pło wej glebie zadarnionej. Ma to m iejsce przede wszystkim w zadarnionej w arstw ie ornej o dużej ilości przestrzeni wolnych oraz w poziomie A 3g. W skazuje to, że w glebach płowych lepsze w ykorzystanie przestrzeni w olnych przez system y korzeniowe wiśni może nastąpić po ich zadarnie- niu. Średnio bowiem procentow y udział korzeni o średnicy 1 - 5 mm w poziomie A 3g gleby pod czarnym ugorem jest ponad pięciokrotnie m niejszy niż w glebie zadarnionej. K orzenie o średnicach większych od 5 m m w ystępują w niej sporadycznie i przeważnie w dolnej części w ar stw y ornej. Pragniem y jeszcze nadmienić, że w glebach zadarnionych większa liczba korzeni o średnicy powyżej 1 m m świadczy o dalszym zasięgu korzeni i lepszym w ykorzystaniu gleby.
D Y S K U S JA
Dwupiętrowość system ów korzeniowych w glebie dwuczłonowej jest, jak wiadom o [4, 5], uw arunkow ana głównie w ystępow aniem w profilu gleb płowych poziomów A b przekształconych najczęściej w w arstw ę orną,
poziomów B g o dużej pojemności wodnej, procesam i glejow ym i zw iąza
nym i ze stagnującym i w Bg i w A 3g okresow ym i wodam i opadowymi. W ody stagnujące zjaw iają się w w arunkach klim atycznych Polski w
pro-System korzeniowy wiśni w glebach płowych 311
filach gleb dwuczłonowych podczas okresu wiosennego i jesiennego. Słusz nie w skazuje W e r e t e n n i k o w [17] na ujem ne działanie tych sta nów na w zrost korzeni, przypadający właśnie w w ym ienionych porach w egetacji i powodujący obum ieranie przynajm niej części ich system ów korzeniowych. W badanych glebach płowych nie znaleziono istotniejszych
ilości korzeni m artw ych , szczególnie w poziomach A 3g. Można to uznać
za wskaźnik względnej stabilizacji stosunków wodnych i dostosowania do nich system ów korzeniowych badanych drzew wiśni. Przykład d yn a micznie czynnego układu w oda glebowa-korzenie opisał S ł o w i k [15].
A utor ten stw ierdził w poziomie A 3g gleby płowej występowanie głów
nej m asy korzeni, w dużej części jednak sczerniałych i m artw ych . Czyn nikiem stabilizacji warunków wodnych, a tym sam ym system ów korze niow ych w glebach badanej kw atery wiśni, jest niew ątpliw ie założenie drenów odw adniających.
Porowatość ogólno-Toto/ p o ro sity
Rys. 5. Współzależność między porowatością gleby a rozmieszczeniem systemu korzeniowego wiśni
Correlation between soil porosity and elocation of cherry tree root system
N aw iązując z kolei do przedstawionej na rys. 3 liniowej współzależ ności odw rotnie proporcjonalnej m iędzy porow atością ogólną a ciężarem objętościow ym gleby, m ożna przypuszczać, że powinna ona znaleźć sw o je odzwierciedlenie rów nież w ilościowych stosunkach korzeni. Z rysu n ku 5 wynika jednak brak w badanych glebach współzależności między porow atością gleby a rozw ojem system u korzeniowego. Najm niejsza licz
ba korzeni w ystępuje m ianowicie w poziomach A%g i Cg z porowatosciami
312 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko
ników nie sprzyjających w zrostow i korzeni w poziomie A zg należą, jak
już wskazano, okresowe nadm iary wód. Zgodnie z danym i literatu ry,
główną przyczyną słabego w zrostu korzeni w poziomie Cg badanych gleb
powinna być obecność C a C 0 3. W iadomo jednak [12], że niekorzystnie na w zrost korzeni w pływ a również zakwaszenie gleb, pomimo istnienia od powiednich w arunków w o d n o -p o^ ietrzrych . S tała więc upraw a m echa niczna gleby bez dodatkow ych zabiegów agrotechnicznych nie zawsze będzie efektyw na. Stąd większej uwagi w ym aga stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego w ym iennym i kationami zasadowymi.
Znane są związki m iędzy wzrostem korzeni a ich zdolnością adsorpcji i pojem nością sorpcyjną gleby, a także niewielki bezpośreęLni wpływ mało aktyw nego C a C 0 3 na w artość pH gleby. Ze w zrastającym w ysyceniem zasadam i powyżej 80% pojemności sorpcyjnej szybko m aleje liczba ko
rzeni chłonnych < 1 , 0 m m w poziomach A p i B g, niezależnie od ich
stru k tu ry i porow atości, osiągając m inim um w poziomie Cg (rys. 6).
W zasięgu tej prawidłowości znajduje się również zwięzła w arstw a orna
Rys. 6. Współzależność między stopniem wysycenia gleby zasadami a liczbą korzeni < 1 ,0 mm
Correlation between the saturation degree of soils with alkaline and the root number < 1 . 0 mm
gleby pod czarnym ugorem . Można w ięc wnioskować, że długotrw ała upraw a i nawożenie doprow adzają (podobnie jak wspomniane uregulo wanie stosunków wodnych) do ustalenia nowej dynam icznie trw ałej rów
nowagi rozw oju system u korzeniowego w poziomach A p i Ą , W omó
w ionych prawidłowościach nie m ieści się system korzeniowy w ytw orzony w poziomie A 3g. Zaznacza się tu wpraw dzie tendencja do uzależnienia
0.80
System korzeniowy wiśni w glebach płowych 313
liczby korzeni od w ysycenia gleby kationam i w ym iennym i, lecz w znacz
nie m niejszym stopniu niż w poziomie A x. Ja k kilkakrotnie zaznaczono,
dom inującym czynnikiem w zrostu korzeni są w poziomie A 3g w arunki wodne.
WNIOSKI
Badania nad rozw ojem system ów korzeniowych dwóch odm ian wiśni w glebach płowych opadow o-glejow ych w różnych w arunkach upraw y gleby (czarny ugór i m uraw a) pozwalają w yciągnąć następujące wnioski.
1. Pow stały z piasków pokryw ow ych (gliniastych m ocnych pylas- tych), leżących na węglanow ych glinach zwałowych profil gleb płowych
opadow o-glejow ych składa się z dwóch poziomów A p i B g, bogatych w
koloidy, z dużą kapilarną pojem nością wodną i sorpcyjną. Oddziela je od siebie poziom A 3g o małej kapilarnej pojemności wodnej i sorpcyjnej, z m niejszą zaw artością koloidów, w k tórym okresowo stagnują graw ita cyjne wody. W spągu profilu glebowego znajduje się zbita węglanowa skała m acierzysta.
2. Ekologiczne zróżnicowanie profilu jest przyczyną w ytw orzenia
przez wiśnie dw upiętrow ego system u korzeniowego w poziomach A p
i Bg. System ten łącznie obejm uje 83,9 - 85,5% ogólnej liczby korzeni. W poziomie A 3g znajduje się średnio 4,4 - 6,6% korzeni, a w skale m a cierzystej 9,5 - 10,1%.
3. Dużemu zgrupowaniu korzeni w poziomach A p i B g odpowiada
m ałe w ysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami o ch arak terze zasa dowym. Współzależność ta może być istotnie modyfikowana przez czyn niki działające w ew nątrz gleby, w przypadku poziomu A 3g gleb płowych przez okresowo stagnujące graw itacyjn e wody pochodzenia opadowego.
4. Ustabilizowanie stosunków w odnych przez drenow anie i długo falowe intensyw ne zabiegi agrotechniczne prowadzi do powstania ustabi lizowanego system u korzeniowego wiśni, dostosowanego do pionowego zróżnicowania środowiska ekologicznego profilu glebowego.
5. W glebie utrzym anej w stanie czarnego ugoru zaznacza się duże
zbicie poziomów A p , A 3g i B g , w związku z czym w ytw arza się inten
syw na sieć korzeni chłonnych. W bardziej porowatej i suchszej glebie za- dam ionej rozw ija się większa liczba korzeni przewodzących, obejm ują cych swoim zasięgiem większą przestrzeń glebową.
6. Przeprow adzone badania um ożliwiają jedynie w stępne naśw ietle nie panujących stosunków, nie rozw iązują jednak zagadnienia współ zależności m iędzy odm ianą wiśni i podkładką a w zrostem system u ko rzeniowego.
314 A. Kowalkowski, M. Hoffmann, D. Fecko LITERATURA
[1] B o y n t o n D. : Soils in relation to fruit growing in New York. P art XV. Cornell Univ. Agr. Exp. Sta. 763, Bull. 1941.
[2] B o y n t o n D., R e u t h e r W. : Seasonal variation of oxygen and carbon dio xide in three different orchard soils during 1938 and its possible significance. Prac. Am. Soc. Hort. Sei. 36, 1939, 1 - 6.
[3] C a n n o n W. A. : Physiological features of roots with especial references to the relation of roots to aeration of the soil. Carn. Inst, of Washington. Pub. 1925, 368.
[4] E h w a l d E., B u c h h о 1 z, N e u m a n n , V e t t e r l e i n : Naue Ergebnisse über Durchwurzelung und W asserhaushalt in Sandböden und lehmbeeinflussten Sandböden und ihre Bedeutung für den Waldbau. Soz. Forstw. 1963.
[5] H a u s d ö r f e r H. D.: Beiträge zur Kenntniss der Durchwurzelungsverhält-nisse unter Buchen und Kiefern auf Sandböden und Lehmböden mit Sanddec ken in Norddeutschland. Diss. Eberswalde 1959.
[6] G r e e n w o o d D. J. : Root growth and oxygen distribution in soil. 9th Int. Congr. of Soil Sei. Adelaide 1, 1968, 823 - 832.
[7] K a n i w i e c I. I.: Poczwiennyje usłowija i rost mnogoletnich sadowych na-sazdienij. Kisziniew 1960.
[8] K o s t i n N. J .: Priciny gibeli dieriewiew na skłonach. Sadowodstwo 3, 1966, 9 - 10.
[9] K o w a l k o w s k i A., H o f f m a n n M., W ę g i e 1 s к а В. : Wpływ w łaści wości gleb stagnoglejowych wytworzonych z piasków wodnolodowcowych na systemy korzeniowe wiśni. P.T.P.N. 32, 1971.
[10] K o s t i e r J. N., B r ü c k n e r E., B i b e l r i e t h e r H.: Die Wurzeln der Waldbäume. Hamburg und Berlin 1968.
[11] M o ł c z a n o w N. F .: Form irowanije korniewoj sistiemy na izwiestkowych poczwogruntach. Sadowodstwo 1, 1966, 13 - 14.
[12] P e a r s o n R. W .: Some environmental factors influencing cotton root pene tration of subsoils. 8th Int. Congr. of Soil Sei. Bucharest 4, 1964, 819 - 827. [13] P r o e b s t i n g E. L .: Root distribution of some deciduous trees in a Cali
fornia (orchard). Am. Soc. Hort. Sei. 9, 1943, 1 - 14.
[14] R u s s e l l E. W.: Soil conditions and plant growth. London 1961.
[15] S ł o w i k K .: Gleby oglejone i ich przydatność'sadownicza. Rocz. glebozn. 17, 1967, 253 - 282,
[16] T a y l o r H. M., B r u c e R.: Effects of soil strength on root growth and crop yield in the southern United States. 9th Int. Congr. of Soil Sei. 1, 1968, 803 - 811. [17] W e r e t e n n i k o w A. V .: W lijanije wremiennogo izbytocznogo uwłaznenija
na fizjołogoczeskije processy driewiesnych rastienij. Moskwa 1964.
[18] Z e r e b c o w F. F .: Formirowanije korniewoj sistiemy na głubokich poczwach. Sadowodstwo 12, 1966, 14 - 15. А . К О В А Л Ь К О В С К И , М . Г О Ф Ф М А Н , Д . Ф Е Ц К О КОРН ЕВЫ Е СИСТЕМЫ В П СЕВДО ГЛЕЕВЫ Х П А Л ЕВЫ Х ПОЧВАХ ПРИ РАЗЛИЧНЫ Х СИСТЕМ АХ ОБРАБОТКИ ПОЧВ С е к ц и я у д о б р е н и я о г о р о д н и ч ы х к у л ь т у р , И н с т и т у т п о ч в о в е д е н и я и а г р о х и м и и В ы с ш е й с е л ь с к о х о з я й с т в е н н о й ш к о л ы , П о з н а н ь Р е з ю м е В 20-летнем вишневом саде проводились исследования по расположению корневой системы вишни сорта Монтморенси и Министер Подбельски в про
System korzeniowy wiśni w glebach płowych 315 филе псевдоглеевой палевой почвы. Изучалось тоже влияние задернованности и черного пара на свойства почв и на корневую систему. Установлено, что преобладающая часть корневой массы находится в пахотном слое и в гори зонте вмывания с механическим составом легкого суглинка. Между этими го ризонтами залегает плотный и слабо прорастаемый корнями промывной гори зонт с периодическим застаиванием осадочных вод. В карбонатном суглинке под горизонтом вмывания тоже отсутствуют условия благоприятствующие раз витию корней. В почвах под покровом Дернины образовались более благопри ятные физические и химические условия, чем под черным паром и с этим коррелирует развитие корневой системы. A . K O W A L K O W S K I, М . H O F F M A N N , D . F E C K O
ROOT SYSTEM OF CHERRY TREES IN PA LE PSEUDOGLEYED SOILS AT D IFFER EN T SOIL CULTIVATION SYSTEM S D e p a r tm e n t o f F e r t i li z a t io n o f H o r tic u lt u r a l C ro p s I n s t it u t e o f S o il S c i e n c e
a n d A g r o c h e m is t r y , C o lle g e o f A g r i c u l t u r e in P o z n a ń
S u m m a r y
In a 20-year old cherry orchard the investigations were carried out on root system distribution of cherry trees of the Montmorency and Minister Podbielski varieties in the profile of pale pseudogleyed soil. Also an effect was studied of grass sward and clean cultivation on soil properties and root systems. It has been found that the prevailing bulk of roots occurs in the Др and Bg horizons. Between
these horizons eluvial horizon is situated, with periodically stagnant rainfall w a ter, compact and only to an insignificant degree overgrown with roots. In carbo-natic loam under the Bg horizon no conditions favourable for root development
exist, either. In the soils under permanent sward more favourable physical and chemical conditions developed than in those in clean cultivation, with which the root system growth is correlated.
A d r e s W p ł y n ę ł o d o P T G w l i p c u 1971 r .
D o c . d r A l o j z y K o w a l k o w s k i I n s t y t u t B a d a w c z y
L e ś n i c t w a , S ę k o c i n 0 5 -5 5 0 R a s z y n
