R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X X X I I , N R 1, W A R S Z A W A 1981
ZDZISŁA W P O P Ł A W SK I, K R Y ST Y N A F IL IP IA K
K SZTA ŁTO W A N IE SIĘ ZAW ARTOŚCI AZOTU ZW IĄZKÓW NIEO RGA NICZNYCH GLEBY NA TLE
ZM IENNYCH OPADÓW ATM OSFERYCZNYCH I TEM PERATUR
Z akład N a w o żen ia i Z akład M eto d y k i B adań i In fo rm a ty k i In sty tu tu U p ra w y , N a w o żen ia i G leb o zn a w stw a
w P u ła w a ch
W ST ĘP
O gólna zaw artość azotu w gleb ie nie może być w skaźnik iem jego zapotrzebo w ania p rzez rośliny. N aw et p rzy stosunkow o znacznych za sobach tego sk ład n ik a w zasięgu sy stem u korzeniow ego ro ślin y na ogół silnie re a g u ją na naw ożenie azotem [1]. W ynika z tego, że z ogólnej zaw artości azotu w glebie ty lk o n iew ielk a -część ulega u ru ch o m ien iu [3] i może być źródłem p o k a rm u dla ro ślin [9].
W m yśl n o m e n k la tu ry u ży tej przez J a n s s o n a [11] organiczne zw iązki azotu, łatw o u legające m in eralizacji, tw o rzą tzw. „ a k ty w n ą p u lę ” , w p rzeciw ień stw ie do znacznie w iększych zasobów azotu zw iąz ków organicznych bądź kom pleksów o rg an iczn o -m in eraln y ch stano w ią cych tzw. „pulę p a sy w n ą ” azotu glebow ego. P ra k ty c z n e znaczenie dla ro ln ic tw a m ają dynam iczne u k ład y p rzem ian m iędzy p u lą a k ty w n ą i p asy w n ą oraz azotem zw iązków nieo rg an iczny ch gleby [10, 12, 13]. Od inten sy w no ści p rzem ian azotu w obrębie tego cyklu, określanego n ie k iedy m ianem „m ałego obiegu” [10, 13], zależy zarów no skład ilościo w y, ja k i jakościow y p ro d u k tó w końcow ych.
Nie w n ik ając zb y tn io w istotę ,i m echanizm y biochem iczne sam ego cyklu, dążono w p o d jęty ch b ad an iach ty lk o do dalszego po znania i określenia ilościow ych sk u tk ó w fu n k cjo n o w an ia m ałego obiegu azotu, a szczególnie procesu m in e raliz a c ji na tle n iek tó ry ch w a ru n k ó w śro dow iska n a tu ra ln e g o . W w y n ik u p rzep ro w ad zo n y ch w stępn ie analiz stw ierdzono, że na zaw artość N zw iązków nieorganicznych n a js iln ie j szy w p ły w w y w ierały : te m p e ra tu ra gleby i opady atm osferyczne. S k u t kam i o ddziaływ ania ty ch czy nn ik ó w z ajęto się więc b ard ziej w n ik li wie.
34 Z. Popław ski, K. Filipiak
Wpływ temperatur i opadów na kształtowanie się zawartości N związków nieorganicznych może foyć pośredni i bezpośredni. Czynniki te drogą pośrednią wpływają na tempo biochemicznych przemian azo tu w obrębie „małego obiegu” [9, 12], wskutek czego następuje szyb sze lub wolniejsze uruchamianie azotu związków nieorganicznych z re zerw organicznej substancji gleby.
Wzajemne układy temperatur i opadów atmosferycznych mogą rów nież oddziaływać bezpośrednio na istniejące już zasoby N związków nieorganicznych, które pod ich wpływem ulegają przemieszczeniu w glebie, nawet poza zasięgiem systemu korzeniowego roślin [9, 14].
Badania nad azotem związków nieorganicznych, a także nad innymi formami azotu dostępnego gleby [3] miały aspekt praktyczny. Umożliwia ły one poznanie zmian, jakim mogą te formy azotu ulegać pod wpły wem przebiegu pogody w okresie jesienno-zimowym i wiosenno-let nim. Zmiany w zawartości tych form azotu przesądzają bowiem o ich przydatności jako glebowych testów zaopatrzenia roślin w azot [5, 20].
M ETO D Y K A B A D A Ń
Określanie mineralnych form azotu przeprowadzano na poletkach doświadczeń trwałych, założonych w zakładach doświadczalnych IUNG: w Grabo wie i Osinach w woj. lubelskim. Były to doświadczenia pło- dozmienne, prowadzone polami czterech roślin równocześnie metodą split-block w układzie dwuczynnikowym. Oznaczenia zawartości form azotu w glebie przeprowadzono uwzględniając zarówno rośliny na niej rosnące, jak zastosowane dawki azotu w postaci saletry amonowej. Dawki N pod ziemniaki, poza obiektem kontrolnym bez azotu, wyno siły 50, 100 i 150 kg N, a pod pszenicę ozimą i owies — 40, 80 i 120 kg N na 1 ha.
Aby uwzględnić zmienne warunki pogody, doświadczenia prowa dzono w okresie sześciu lat, od 1967 do 1972 roku. W obydwu punk tach doświadczeń notowano przebieg opadów atmosferycznych i do bowych temperatur gleby, które sumowano dla wybranych w bada niach okresów wegetacji poszczególnych roślin. Dla ziemniaków obser wacje meteorologiczne obejmowały miesiące maj-sierpień, uznane za okres krytyczny, oraz miesiące listopad-kwiecień, przyjęte za okres martwy (przy dalszym omawianiu zagadnienia posługiwano się poję ciami „okres martwy” i „okres krytyczny”). Dla owsa okres obserwacji meteorologicznych obejmował miesiące kwiecień-czerwiec (okres kry tyczny) i miesiące listopad-marzec (okres martwy). Dla pszenicy ozi mej obserwacje meteorologiczne obejmowały miesiące marzec-czerwiec
(okres krytyczny) oraz miesiące listopad-luty (okres martwy).
Z właściwości gleb wybranych punktów doświadczalnych wynika, że są one typowe dla znacznego obszaru użytków w kraju, co
stwa-W p ły w czy nn ików k li m a ty c z n y c h na z a w a r to ść N n ie o r g . w gl eb ie 3 5 T a b e l a 1
Ogólna ch arak toryctyk a g leb - G eneral c h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l s
Kwa o o1.voie h y - Zawartość — Content Zawartość — C ontent Symbol p d r o lit y c z n a mg/100 g g le b y - o f 3 o i l %
L o k a liz a c ja »Poziom G łębokość składu , " ■ me/100 g g le b y --- --- - I . , . л H y d r o ly tic а - э л х лхх ххх N ogołem p róch n ica L ocation H orizon Depth C om position H^O лС1 c i d i t y me/IOOg 2 5 л2 g t o t a l N humus
cm symbol - o f s o i l ZD Osiny 0 -3 0 pglp 6 ,6 5 ,3 1,1 0 1 ,4 8 , 3 3 ,5 0 ,0 8 1 ,2 2 w o j. lu b e ls k ie 30-55 PgniP 6 ,6 5 .3 0 ,7 1 1 ,3 5 ,5 2 ,2 0 ,0 3 0 ,3 1 B1 55-95 g lp 7 ,0 5 ,4 0 ,9 2 0 ,9 4 ,2 14,1 С 95-100 g lp 7 ,2 5 ,5 0 ,5 3 6 ,0 3,6 13,6 ZD Grabów An 0-25 pglp 7 ,0 6 ,2 1,31 1 ,5 1 2 ,8 4 ,0 0 ,1 0 1 ,4 7 w oj. radomskie A2 25-35 pgmp 6 ,8 5 ,4 1,3 8 0 ,5 8 , 5 2 ,8 0 ,0 5 0 ,4 6 A2 45-90 g l 7 ,0 5 ,8 1 ,6 3 0 ,0 1 1 ,5 10,1 С 90-150 g l 7 ,0 5 ,7 1 ,1 4 1 ,5 1 0 ,6 1 4 ,5
x Według Egnera - a f t e r Sgner 11 Według Egnera - a f t e r Egner ш Według Schachtsch abela - a f t e r S ch achtsch ab e1
36 Z. Popławski, K. Filipiak
rza m ożliw ość szerszego uogólnienia u zy sk iw an y ch re z u lta tó w (tab. 1). W odstępie tyg o dnio w ym p o b ieran o p ró b k i igleby z w a rstw y 0-30 cm d o oznaczeń N zw iązków n ieo rgan iczn y ch i po przesu szen iu w tem p e ra tu rz e nie p rze k ra cz a ją c e j 55°C w w y ciągu KjSO* m etodą C row - th e ra -B ila rg e ’a i m o d y fik acji W ażenina 1 oznaczano w n ich zaw artość: N — N H+ 4 — m etodą indofenolow ą — p rz y użyciu fenolu i podchlo ry n u sodu,
N— NO“ 3 — m etodą fenolo d w u su lfon o w ą — przy zastosow aniu kw asu fenolodw usulfonow ego,
N— N O ~, — m etodą k o lo ry m e try cz n ą z kw asem su lfan ilo w y m i 1-naftyloam iną.
S ta ty sty cz n e opracow anie w yników analiz chem icznych gleby pole gało na znalezieniu odpow iedniego m odelu re g re sji w ielo k ro tn ej m eto dą ,,ste p -w ise ” [4]. W y b ran y m odel obliczeń sta ty sty c z n y ch uw zględ niał ty lk o istotne zależności fu n k cy jn e m iędzy zaw artością b ad anych form N a te m p e ra tu rą gleby i opadiami atm o sfery czn y m i na tle zróż nicow anego naw ożenia azotem . O bliczenia staty sty czn e p rzep ro w ad za no za pom ocą m aszyny cyfrow ej Odra-1325 w O środku ETO IUNG w oparciu o w łasn y program .
Je że li efek t liniow y bądź k w a d ra to w y daw ki N został w łączony do reg re sji, to wów czas „tab licow an o ” u zyskane ró w n an ie dla dwóch da wek, tj. dla N0 i daw ki o p ty m alnej dla ro śliny u p raw ia n e j na d a n y m polu. A nalizy sta ty sty c z n e dla poszczególnych pól zajęty ch przez ziem niaki, owies i pszenicę ozimą o p arto każdorazow o na 336 obserw acjach zeb ran y ch w lata ch 1967~1972.
W obliczeniach p rz y ję to jako zm ienne niezależne:
x 1 — sum ę opadów atm o sfery czn y ch okresu kry ty czn eg o w mm, — sum ę dobow ych te m p e ra tu r o kresu kry ty czn eg o w °C,
z 1 — sum ę opadów atm o sfery czn y ch o kresu m artw e g o w m m ,
z 2 — sum ę dobow ych te m p e ra tu r o kresu m artw ego w °C.
Z m ienną zależną y stanow iła p rzeciętn a dla okresu w egetacyjnego zaw artość N zw iązków nieorganicznych, będących sum ą oznaczanych oddzielnie form N—iNH+ 4 i N— NO- 3 w iglebie. W b a d a n ia c h nie uw zględniono zaw arto ści N— NO~2, form a ta bow iem uległa w trak cie przesuszania lab o ra to ry jn e g o b ardzo szybkiem u u tle n ie n iu do N—NO- 3.
W Y NIK I
Z A W A R T O Ś Ć N Z W IĄ Z K Ó W N IE O R G A N łlC Z N Y C H N A P O L U Z IE M N IA K Ó W Z p rzed staw io n y ch na rys. 1 d an y ch w ynika, że najw yższe zaw artości N w y stęp ow ały z re g u ły w m aju i czerw cu. J e st to w yw oływ ane
in-1 0 . N o w o s i e l s k i : M etody oznaczania potrzeb n a w o żen ia . PW RiL, W ar szaw a 1968.
Wpływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 37
ten sy w n ą m in eralizacją su b sta n c ji organicznych gleby w sk u te k k o rzy stn y c h zazw yczaj w ty m okresie w a ru n k ó w term iczn y ch i- w ilgot nościow ych dla rozw oju m ikro flory . Nie je st rów nież w ykluczone, że w yższa zaw artość N -zw iązków n ieo rg an iczny ch p o w sta ła z w niesienia n a początku okresu w egetacji naw ozów azotow ych.
N ajniższe zaw arto ści N zw iązków n ieo rg anicznych stw ierdzono pod koniec m iesięcy letn ich , tj. w sie rp n iu i w rześniu, co je s t zazw yczaj pow odow ane in te n sy w n y m p o b iera n ie m N z g leb y przez ziem niaki. N ależy nadm ienić, że spadek zaw artości N zw iązków nieorgan iczny ch m ógł być także spow odow any p rzem ieszczeniem tego sk ład n ik a w głąb p ro filu g leby przez opady atm osferyczne. W ty m bow iem okresie w y stępow ały one obficie.
Z p u n k tu w idzenia p ra k ty k i rolniczej in te re su ją c e są zm ian y za w artości N zw iązków n ieo rgan iczn ych , jak ie zaob serw ow ano m iędzy poszczególnym i latam i badań. N ajw yższe zaw artości tej fo rm y azotu w glebie w y stą p iły w 1969 r. W m iesiącach IV -V I tego ro k u zaw artość N zw iązków .nieorganicznych -wahała się w przedziale 8,3-12,4 mg N
R ys. Ś red n ie m iesięc zn e za w a rto ści N zw ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w g leb ie na polach za jęty ch przez ziem n ia k i na tle tem p eratu r i opadów atm o sfery czn y ch
w la ta ch 1967-1972
M ean m o n th ly in organ ic N co n ten t in soil of th e fie ld s w ith p otatoes a g a in st th e tem p era tu re and atm osp h eric p recip ita tio n s d istrib u tio n in th e v e g e ta tio n
38 Z. Popław ski, K. Filipiak
na 100 ig gleby; była więc k ilk a k ro tn ie w yższa w p o ró w n a n iu do pozo sta ły c h la t badań.
D ane rys. 1 w sk azu ją w ięc, że na zaw artość N zw iązków n ieo r gan iczn y ch m ogą w pływ ać opady atm o sferyczn e i te m p e ra tu ra gleby, k tó ry c h w y raźn e różnicow anie się było w idoczne w poszczególnych la tach . W pływ obydw u w sp om nianych czy n nik ów dla o kresu m artw e g o p o tw ierd z iły dane szczegółowe u zy sk an e z irów nania re g re s ji (rys. 2 i 3). N ajw yższe z aw arto ści N zw iązków nieo rgan iczny ch w y stą p iły p rz y
R ys. 2. P rzeciętn a za w a rto ść N z w ią z k ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta c y j n ym ob liczon a z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch : op ad ów z± i tem p era tu r g leb y
z 2 okresu m a rtw eg o (pola z z iem n ia k a m i n ie n a w o żo n e N)
M ean in o rg a n ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n season ca lcu la ted from th e reg ressio n eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: a tm o sp h eric p recip ita tio n s z t and so il
tem p era tu re z z of th e „dead p erio d ” (p o ta to es n o t-fe r tiliz e d w ith N)
n isk ic h sum ach te m p e ra tu r g leb y i m ałej ilości opadów atm o sfery cz nych. O bniżanie się zaw arto ści te j fo rm y azotu w glebie następow ało w m ia rę w zro stu sum te m p e ra tu r do 100°C oraz liniow o w zależności •od zw iększającej się ilości opadów. D alszy w zrost sum te m p e ra tu r po w yżej 200°C pow odow ał n iew ie lk i p rz y ro s t zaw artości N zw iązków nieo rg an iczn y ch , w idoczny n a w e t w p rzed ziale niskich opadów.
Z p rze d staw io n y c h d anych w yn ik a, że w ysoka zaw artość N zw iąz ków n ieo rgan icznych, k tó rą stw ierd za się w n iek tó ry ch lata ch , n p. w
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 39
R ys. 3. P rzeciętn e za w a rto ści N z w ią z k ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cy jn y m ob liczon e z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch : opadów z t i tem p era tu r
g le b y z 2 ok resu m a rtw eg o (pole z ziem n ia k a m i n a w o żo n e 100 k g N /h a ) M ean in o rg a n ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n sea so n ca lcu la ted from th e reg r e s
sion eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: a tm o sp h eric p recip ita tio n s z t and so il tem p era tu re г г o f th e „dead p e r io s” (p otatoes fe r tiliz e d w ith 100 k g N per
h ectare)
ro k u 1969 (rys. 1), n ie je s t zjaw iskiem p rzy pad ko w ym . W pływ a bo w iem n a n ią u k ład te m p e ra tu ry g leb y i opadów okresu m artw ego.
N aw ożenie azotem w daw ce 100 kg nie w p łyn ęło w w y ra ź n y sposób n a zw iększenie z-awartości N zw iązków n ieorgan iczny ch w glebie (rys. 2 i 3). P rz ec iętn e różnice w zaw arto ści oznaczanego N m iędzy polam i bez n aw o żenia i z d aw ką 100 kg na 1 ha w ynosiły bow iem zaledw ie 0,5 mg N na 100 g gleby. F a k t te n m ożna uzasadniać p ro cesam i p rze m ia n a z o tu zachodzącym i w obrębie ,,m ałego obiegu” , a więc p rzed e w szy stk im w iązaniem biologicznym , so rp cją niew y m ienną, ró żno ro d n y m i p ro cesam i po w o dujący m i s tra ty tego sk ład n ik a [6, 7], a tak ż e jego p o b ran ie m przez rośliny.
W lata ch 1967-1972 zimienne n iezależne, tj. su m y dobow ych te m p e ra tu r o k resu m artw eg o z 2, w ah ały się od 231 do 314°C, a su m y
40 Z. Popławski, K. Filipiak
opadów atm o sfery czn y ch z x — od 126 do 344 'mm. Zależności fu n k c y j ne, k tó re znajd o w ały się w ty m zakresie, m ożna więc uznać za w y starczająco pew ne.
W okresie k ry ty c z n y m podczas w eg etacji ziem niaków jed y n ie opa d y atm o sferyczn e m ia ły isto tn y w pływ na zaw artość N zw iązków n ie o rganicznych w glebie (rys. 4 i 5). Z obliczonych na .podstawie rów
-R ys. 4. P rzeciętn e za w a rto ści N zw ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta c y j n y m ob liczon e z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch op ad ów a tm o sfery czn y ch x
okresu k ry ty czn eg o (pola z ziem n ia k a m i n ie n a w o żo n e N)
M ean in organ ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n season ca lcu la ted from th e reg r e s sion eq u ation for th e con com in ate va ria b le: atm osp h eric p recip ita tio n s x of th e
„cru cial p erio d ” (p otatoes n o t-fe r tiliz e d w ith N)
R ys. 5. P rzeciętn e z a w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cy jn y m ob liczon e z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch op ad ów a tm o sfery czn y ch
x okresu k ry ty czn eg o (pole z ziem n ia k a m i n a w o żo n e 100 kg N /h a)
M ean in organ ic N con ten t in th e v e g e ta tio n season ca lcu la ted from th e reg r e s sion eq u ation for th e con com in ate va ria b le: atm osp h eric p recip ita tio n s x of the
„cru cial p erio d ” (potatoes fertilized w ith 100 kg N per h ectare)
n an ia re g re sji d a n y c h w ynika, że p rz e c ię tn y spadek zaw artości N zw iązków nieorg anicznych w ynosił 0,9-1,0 m g N na 100 g gleby, n a każde 100 ;mm opadów. Z m niejszanie się więc zaw artości tej fo rm y azotu w gleb ie n ależy przypisać raczej stra to m w drodze w y p łu k a nia niż w pływ ow i inn y ch czynników fu n k cjo n u jąc y c h w tym okresie w obrębie „m ałego obiegu”.
ZA lW A RT O SC N Z W IĄ Z K Ó W N IE O R G A N IC Z N Y C H N A POLiU O W SA
W glebie pól zajęty ch przez owies, p odobnie jak w p rzy p ad k u ziem niaków , najw yższe zaw artości N stw ierd zan o w czesną wiosną (rys. 6).
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 41
Po sprzęcie owsa we w rześniu i październ ik u zaznaczały się ponow nie niew ielkie zw yżki w zaw arto ści azotu zw iązków nieorgan iczny ch w g leb ie,.co należy p rzy p isy w ać w zm ożonej m in eralizacji resztek pożniw nych.
K ys. 6. Ś red n ie m ie się c z n e za w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w g leb ie na. p olach za jęty ch przez o w ies na tle tem p eratu r i opadów a tm o sfery czn y ch w la
tach 1967-1972
M ean m o n th ly in organ ic N co n ten t in so il of th e fie ld s w ith oats a g a in st th e tem p era tu re and atm osp h eric p recip ita tio n d istrib u tio n in th e v eg e ta tio n season s
1967-1972
T en d en cje zw iększania się bądź zm niejszania zaw artości N zw iąz ków nieo rg an icznych by ły na ogół zbieżne z przebiegiem opadów atm o sfery czn y ch o kresu w eg etacy jneg o i na ty m tle kształto w ały się też zaw artości N w poszczególnych latach . P rz y k ła d e m te g o są dane z ro k u 1969, w k tó ry m na ogół n isk i poziom opadów sp rz y ja ł dużej a k u m u la cji N zw iązków n ieorganicznych, oraz rok 1972, gdy niskie zaw arto ści te j fo rm y az-otu b y ły zw iązane z nasileniem opadów atm o sferycznych. P rzep ro w ad zo n o więc ponow nie szczegółową analizę za leżności fu n k cy jn y c h m iędzy zaw arto ścią N zw iązków nieo rg an iczn y ch a p rzebieg iem te m p e ra tu r gleb y i opadam i atm osferyczn ym i, w y stę p u jąc y m i zarów no w okresie m artw y m , ja k i k ry ty c z n y m d la w ege tacji owsa.
N ajw yższe zaw artości N zw iązków nieorgan iczny ch stw ierdzono p rz y n iskich sum ach te m p e ra tu r gleby i m ałej ilości opadów atm osfe ry czn y ch w okresie m artw y m . W m iarę w zrostu te m p e ra tu ry gleby.
42 Z. Popław ski, K. Filipiak
a tak że opadów a tm o sfery czn y ch zaw artość N zw iązków n ieo rg an icz nych spad ała do m in im u m p rz y sum ie te m p e ra tu r dobow ych w g ra nicach od — 100 do 0°C i p rz y 250 m m opadu atm osferyczn eg o p rz y padająceg o na okres od listo p ad a do m arca. D alszy w zrost, szczególnie te m p e ra tu r gleby , pow odow ał zw iększenie zaw arto ści N zw iązków n ie organicznych, co n astę p o w a ło p rzy p u szczaln ie w w y n ik u ak ty w iz a c ji m ik ro flo ry glebow ej. W zrost te n je st b a rd z iej w y d a tn y na tle wyso kich opadów atm osferyczn y ch.
N aw ożenie azotem w ilości 80 kg na 1 ha nie w y w a rło z a sa d n i czego w p ływ u na zaw artość N zw iązków n ieorg aniczn ych ozn aczanych w w a rstw ie 0-30 cm gleby. P rz ec iętn a różnica w zaw arto ści N m iędzy o b iek ta m i naw ożonym i azotem a p o letk a m i bez n aw ożenia ty m skład n ik ie m w ynosiła zaledw ie 0,5 m g N -ца 100 g g leby (rys. 7 i 8). S w
iad-.'Rys. 7. P r z eciętn e za w a rto ści N z w ią z k ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cy jn y m ob liczon e z ró w n a n ia r e g resji dla zm ien n ych : op ad ów a tm o sfery czn y ch
Zj i tem p era tu r g le b y z 2 ok resu m a rtw eg o (pola z o w sem n ie n a w o żo n e N) . M ean in o rg a n ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n season ca lcu la ted from th e r e g r e s s i o n eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: a tm o sp h eric p recip ita tio n s z ± and
W pływ czynników klim atycznych na.zaw artość N nieorg. w glebie 43
“R ys. 8. P rz e c ię tn e z a w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta c y j n y m o b liczon e z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch : op ad ów a tm o sfery czn y ch z t i tem p era tu r g le b y z 2 o k resu m a rtw eg o (pola z ow sem n a w o żo n e 80 k g N /h a ) M ea n in o rg a n ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n sea so n ca lcu la ted from th e reg r e s sio n eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: atm o sp h eric p recip ita tio n s z t and .soil tem p era tu re z 2 in th e „dead p erio d ” (oat fe r tiliz e d w ith th e rate of 80 kg
N per h ectare)
czy to, jak ju ż nad m ienio n o, o n iezw yk le szybkim tem pie p o b iera n ia i p rz e m ia n azo tu w -obrębie „m ałego obiegu” , a tak że o znacznych m o żliw ościach p o w staw an ia s tr a t N z w ierzchn iej w a rstw y gleby. Z ak res z m ien n y ch d la sum y dobow ych te m p e ra tu r o k resu m artw eg o z 2 w ah ał się od — 427 do 53°C, a su m y opadów a tm o sfery czn y ch — od 68,2 do 242,6 mm.
Z aw artość N zw iązków n ieo rg an iczn y ch zarów no w k om b in acjach bez n aw ożen ia azotem , jak i -w k o m b in acjach naw ożonych 80 kg N na 1 ha zm niejszała się silnie pod w p ły w em w z ra sta ją c e j ilości opadów i w m iarę p o stępu jąceg o w zro stu sum te m p e ra tu r gleby o k resu k r y ty czn eg o (rys. 9 i 10). Z m n iejszan ie się ilości N zw iązków nieorganicz n y ch pod w p ły w em te m p e ra tu ry m ogło być spow odow ane zarów no in te n sy w n y m p o b ie ra n ie m N p rzez owies, jak w zm ożonym w iązaniem biologicznym bądź so rpcją n iew y m ien n ą. O pady atm o sfery czne m ogły
44 Z. Popławski, K. Filipiak
R ys. 9. P rzeciętn e za w a rto ści N zw ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cyjn ym ob liczon e z rów n an ia reg resji dla zm ien n ych : op ad ów a tm o sfery czn y ch
i tem p eratu r g leb y x t ok resu k ry ty czn eg o (pola n ie n a w o żo n e N)
M ean in organ ic N con ten t in th e v e g e ta tio n season ca lcu la ted from th e reg r e s sion eq u ation for th e co n co m in a te v a ria b les: atm osp h eric p recip ita tio n s x t and
so il tem p era tu re x2 of th e „cru cial p e r io d ” (oat n o t-fe r tiliz e d w ith N) R ys. 10. P rzeciętn e z a w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cy jn y m ob liczon e z rów n an ia r eg resji dla zm ien n ych : opadów a tm o sfery czn y ch Xj i tem p era tu r g leb y x2 okresu k ry ty czn eg o (pola z ow sem n a w o żo n e 80 kg N /h a ) M ean in organ ic N con ten t in th e v e g e ta tio n sea so n ca lcu la ted from th e r e g r e s sion eq u ation for th e con com in ate v a ria b les: atm osp h eric p recip ita tio n s and so il tem p era tu re x2 of th e „cru cial p erio d ” (oat fertilized w ith th e rate of
80 kg N per hectare)
być oczywiście przyczy n ą p rzem ieszczania tej fo rm y azotu w głąb p ro filu gleb y, poza w a rstw ę 0-30 cm, w ja k ie j p rze p ro w a d z an o oznacze nia. Z ak res zm iennych dla sum dobow ych te m p e ra tu r okresu k ry ty c z nego x 2 w ahał się od 1111 do 14990С, a su m y opadów atm o sfery czn y ch
— od 131 do 252 mm. Z ależności fu n k c y jn e 'w ystępujące w obrę bie tego z a k resu m ożna więc uznać za w ystarczająco pew ne.
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 45
Z A W A R T O Ś Ć К Z W IĄ Z K Ó W N IE O R G A N IC Z N Y C H N A JPOLU P S Z E N IC Y O Z IM E J
Podobnie jak w p rz y p a d k u ziem niaków i owsa p rzeciętn a za w a r tość N zw iązków n ieo rg an iczn y ch w glebie b yła silnie zróżnicow ana zarów no w poszczególnych m iesiącach o kresu w egetacyjnego, jak m ię dzy la ta m i b a d ań i(rys. 11). W yższą zaw artość N stw ierdzono we w szy stkich lata ch b ad ań na po czątk u o kresu w egetacji, po czym następow ał sto p n io w y jej spadek. T end en cje w zro stu bądź zm niejszania się za w a
r-R ys. 11. Ś red n ie m iesięc zn e za w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w g leb ie na p olach za jęty ch przez p szen icę ozim ą na tle tem p era tu r i opadów a tm o sfe
ryczn ych w la ta ch 1967-1972
M ean in organ ic N con ten t in so il of th e fie ld s w ith w in ter w h ea t a g a in st th e tem p era tu re and atm osp h eric p recip ita tio n d istrib u tio n in th e v e g e ta tio n season s
1967-1972
tości N zw iązków n ieo rg an iczn ych w glebie w w ielu p rz y p a d k a c h były zbieżne z ilością opadów atm o sfery czn y ch w poszczególnych m iesią cach, a zarazem latach . Stosując podo b n y jak p oprzednio sposób po stępow ania p rzep ro w ad zo n o szczegółową ocenę zależności fu n k cy jn y c h m iędzy zaw artością N zw iązków n ieo rg an iczn y ch a opadam i atm o sfe ry cz n y m i w okresach m a rtw y m i k ry ty c z n y m dla pszenicy.
Nie stw ierd zon o isto tn y ch różnic w zaw artości N zw iązków nie organicznych pod w pły w em nawoźfenia azotem , wobec czego zależ ności p rzed staw io n e n a rys. 12 m ają c h a ra k te r śred n ich dla w szystkich obiektów naw ozow ych. U zyskane dane w sk azują n a bardzo isilny w pływ te m p e ra tu r o kresu m artw eg o na zaw artość om aw ianej fo rm y azotu w
46 Z. Popławski, K. Filipiak
R ys. 12. P rzeciętn e za w a rto ści N z w ią z k ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta c y jn y m ob liczon e z ró w n a n ia r eg resji d la zm ien n y ch : op ad ów atm o sfery czn y ch ’ * i i tem p era tu r g leb y z 2 ok resu m a rtw eg o (śred n ie z w sz y stk ic h o b iek tó w n a
p olach z p szen icą ozim ą)
M ean in organ ic N con ten t in th e v e g e ta tio n sea so n ca lcu la ted from th e reg r e s sion eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: a tm o sp h eric p recip ita tio n s z ± an d so il tem p ra tu re z 2 of th e „dead p e r io d ” (m eans for a ll n itro g en trea tm en ts for
w in te r w h ea t)
glebie, szczególnie p rzy n iskich opadach atm o sfery cznych. W m iarę w zro stu te m p e ra tu ry n astęp o w ał sp ad ek zaw arto ści N zw iązków nie organicznych z 6,2 do 0 m g N na 100 g gleby. P rz y najw yższy ch opa dach atm o sfery czn y ch zaw arto ść N zw iązków nieorganioznych by ła n ie zależna od zm ian te m p e ra tu ry gleby i utrzym yw ana się p ra k ty c z n ie na ty m sam ym poziom ie: 2 m g N n a 100 g gleby. N ależy p o n adto s tw ie r dzić, że spadek zaw artości N zw iązków n ieorganicznych następo w ał rów nież wówczas, g d y w o k resie m a rtw y m zw iększała się ilość opadów atm o sfery czn y ch na tle nisk ich te m p e ra tu r gleby. Zalkres zm iennych dla sum y dobow ych te m p e ra tu r o k resu m artw ego z 2 w ah ał się od —512 do 182°C, a su m y opadów atm o sfery czn y ch z x — od 68 do 232 m m .
W y raźn ą zależność zaw arto ści N zw iązków n ieo rg an iczn y ch od opa dów i sum te m p e ra tu r g leb y stw ierd zo no rów nież dda okresu k ry ty c z nego (rys. 13). Wobec b ra k u istotnego zróżnicow ania zaw artości N
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 4 Г
R ys. 13. P r z e c ię tn e za w a rto ści N z w ią zk ó w n ieo rg a n iczn y ch w sezo n ie w e g e ta cy jn y m o b liczon e z ró w n a n ia reg resji dla zm ien n y ch : op ad ów a tm o sfe r y c z n y c h x t i tem p era tu r g le b y x 2 okresu k ry ty czn eg o (śred n ie z w sz y stk ic h o b iek tó w n a
p olach z p szen icą ozim ą)
M ean in organ ic N co n ten t in th e v e g e ta tio n sea so n ca lcu la ted from th e reg r e s sion eq u a tio n for th e co n co m in a te v a ria b les: a tm o sp h eric p recip ita tio n s x ± and so il tem p era tu re x 2 of th e „cru cial p e r io d ” (m eans for a ll n itro g en treatm
ents-for w in te r w h ea t)
zw iązków n ieo rganiczny ch pod w pływ em naw ożenia azotem d a n e p rze d staw io n e n a rys. 13 m a ją c h a ra k te r śre d n ic h dla w szy stkich obiektów naw ozow ych. N ależy t u je d n a k zaznaczyć, że zaw artość N zw iązków n ieo rg an iczny ch osiągać m oże sw oje m ak sim a zarów no p r z y niskich, ja k i w ysokich opadach atm o sferyczn ych , zależnie od sum y te m p e ra t u r gleby. N ajniższe zaw arto ści tej fo rm y N stw ierdzono p rz y w yso k ich opadach oraz rów nocześnie p rz y sum ie dobow ych tem ip eratu r
gleby w przed ziale od 1200 do 125'0°C. Z ak resy zm ienn ych d la s u m y d obow ych te m p e ra tu r ok resu k ry ty c z n eg o x 2 w ah ały się od 1104 do 1323°C, a su m y opadów a tm o sfery czn y ch x 1 — od 148 do 281 m m. W y stęp u jące więc w ty m przed ziale zależności fu n k c y jn e w po lu z p sze nicą ozim ą m ożna uznać za w ystarczająco pew ne.
48 Z. Popławski, K. Filipiak
D Y S K U S JA W Y NIK Ó W I W N IO SK I
N asze w ieloletnie b ad an ia nad zachow aniem się N zw iązków n ieo r ganicznych gleby w ykazały, że ta fo rm a azotu w y k azuje n iezw y kle dużą labilność. J e st to zgodne z in n y m i d a n y m i p iśm ien n ictw a zarów no krajow ego [13], ja k zagranicznego [9, 11]. B ardzo duże w ahania okresow e i sezonow e w zaw artości N zw iązków nieorganicznych n ależy przypisać p rzed e w szystkim w pływ ow i p o średniem u i 'bezpośredniem u -układu te m p e ra tu r i opadów atm o sfery czn y ch [9, 12, 13].
W p rzep row ad zo nych przez n a s b ad an iach udało się w ykazać zależ ności ilościowe m iędzy zaw artością N zw iązków nieo rganiczny ch g le by a w zajem nym układ em ty ch czynników . Na p rze c ię tn ą zaw artość N zw iązków nieorganicznych, ja k się okazało, w y w ie ra ją silny w pływ te m p e ra tu ry i op ad y atm o sfery czn e zarów no okresu krytyczneg o, ja k i m artw ego. U jem ną k o rela cję m iędzy zaw artością N zw iązków n ieo r ganicznych g leb y a opadam i atm o sfery czn y m i okresu m artw e g o s tw ie r d z ił rów nież P a a u w [12, 21] w b ad an iach przep ro w ad zo n y ch na te renie H olandii. W zależności od opadów atm o sfery czn y ch w okresie od listopada do lu teg c a u to r p ro p on u je odpow iednie k o rek ty zalecanych daw ek azotu w sto su n k u do p rzeciętn y ch p otrzeb naw ozow ych d la d a nego g a tu n k u roślin.
W św ietle u zy sk an y ch rez u lta tó w i na tle a k tu a ln ie posiadanego m a te ria łu dowodowego zaw artego w lite ra tu rz e zachow anie się N zw iązków n ieorganicznych w glebie w y k azu je pew ne reg u larn o ści w skali w ieloletniej. N iska zaw artość N zw iązków n ieorganicznych przypada zazw yczaj na okres m a rtw y — jesien i i zim y [9]. We w łasnych badaniach, o bejm ujący ch rów nież zaw artość N w okresie m artw y m , stw ierdzono, że w łagodne i bezm roźne, lecz o b fitu jące w opady atm o sfery czn e zim y zaw artość N zw iązków nieorgan iczny ch w ahała się w przedziale 0,2-1,5 m g N na 100 g gleby. S padek zaw artości N zw iąz ków nieorgan iczn ych w ty m o k resie był najpraw do po do bn iej spowo dow any w yp łu kan iem rozpuszczalnych w wodzie form N w głąb pro filu gleby, n a w e t do s tre fy zetknięcia się z pow ierzchnią „ lu s tra ” wód glebo w o -g run to w y ch [15]. Z aw artość wilgoci w glebie w okresie m artw y m je st zazw yczaj w ysoka w sku tek niskich te m p e ra tu r i sła bego p arow ania, wobec czego n'awet niew ielkie opady pow od ują p rz e m ieszczenie wody w głąb p ro filu w raz z w szystkim i rozpuszczalnym i form am i N [9]. N iska zaw artość N zw iązków nieorganicznych w o k re sie m a rtw y m w ynika rów nież z pośredniego w pływ u czyn nik ów atm o sferycznych. W skutek niskich te m p e ra tu r n a stę p u je, jak wiadomo, ogólne zaham ow anie procesów biochem icznego rozkładu i m in e ra liz a cji o rg an iczny ch zw iązków w obrębie ,,m ałego obiegu” [2, 14, 16, 21]. W okresie jesien i i ziimy w iele organizm ów glebow ych ginie, po czym ulega rozkładow i i m in e ra liz a c ji [7]. 'Procesy te n asilają się p rz e
Wpływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 49
de w szystkim w m iarę w zro stu te m p e ra tu r na wiosnę. S tą d też te n den cje w yraźn ie wyższej zaw artości N zw iązków n ieo rganiczny ch , ja kie stw ierdza się w glebie na p o czątk u o k resu w egetacyjnego.
N agrom adzenie N w w ierzchnich w arstw ach p ro filu gleby w o k re sie w eg etacy jn y m m oże być rów nież w spom agane przez po dsiąkan ie wody pow odow ane przez w zm ożone p a ro w a n ie [6, 8, 9, 14]. W w y n ik u tego rozpuszczalne w wodzie związiki azotu, zwłaszcza p rz y n iew ie l kich opadach atm osferyczn ych , m ogą grom adzić się w w ierzch n ich w arstw ach pro filu gleby w s tre fie zasięgu k o rzen i [8, 17, 18].
W p e łn i sezonu w egetacy jneg o — z końcem w iosny i w m iesiącach letn ich, zaw artość N zw iązków n ieo rgan iczn ych w glebie n a ogół m a leje. J e s t to zw iązane z in te n sy w n y m pob ieraniem azotu przez ro ślin y i d ro b n o u stro je glebow e. R ów nocześnie p ew n e ilości zw iązków N n ie organicznego są w y m y w an e z gleby p rzez opady atm osferyczn e, k tó re w ty m okresie u leg ają w y raźn em u n a sile n iu [9].
N iezależnie od zm ian okresow ych w ro k u zaw artość N zw iązków nieo rg an icznych ulega zróżnicow aniu w poszczególnych (latach. Szcze gólnie w ysoką zaw artość N zw iązków n ieo rg an iczn y ch stw ierd zon o w ro k u 1969. G w ałto w n y w zrost zaw artości N zw iązków nieorg an iczn y ch w n ie k tó ry c h lata ch p o w sta je praw d op o d o bn ie na tle silnego zróżni cow ania m iędzy te m p e ra tu ra m i otkresu zim owego i w iosennego [9]. P rzy p u szczen ie to p o tw ierd z ają uzyskan e p rzez n a s re z u lta ty , z k tó ry ch w ynikałoby, że n isk ie te m p e ra tu ry w ofkresie zim y h a m u ją tem po m in eralizacji N i w y raźn ie ogran iczają w yp łu k iw an ie N w sk u te k za m arznięcia w ierzchnich w a rstw gleby. N ato m iast w zro st te m p e ra tu r w o k re sie w iosny sp rzy ja in te n sy w n e j m in e raliz a c ji nagrom adzony ch su b stan cji o rg an iczn ych i w ko n sek w en cji w pływ a na znaczne a k u m u - low an ie się N zw iązków n ieo rg an iczn y ch w glebie. S y tu a cję tak ą stw ierdzono na przełom ie la t 1968 i 1969.
N a 'podstaw ie u zysk an y ch w yników b a d a ń n ad zachow aniem się N zw iązków n ieo rganiczn y ch -gleby n ależy sform ułow ać n a stę p u jąc e w nio ski.
1. A zot zw iązków nieorg an iczn y ch (to je s t sum a N —NH + i N —N O ~ ) w y k a z u je bardzo silną podatność na zm iany w aru n ków otoczenia, a w szczególności jego zaw artość w g lebie zależy od p rz e biegu o raz n a sile n ia opadów atm o sfery czn y ch i te m p e ra tu r okresu m artw e g o i k ry ty czn eg o . Ta więc fo rm a u żyta jak o test nie je s t pew7ną podstaw ą oceny zasobności gleby w azot.
2. P rz ec iętn a zaw artość N zw iązków nieorganicznych podczas sezo nu w egetacyjn eg o w g leb ie je s t na ogół w ysoka, tym czasem w o k resie m a rtw y m w y stęp u ją n isk ie w artości te m p e ra tu r i opadów atm o sfery cz nych. W zrost o p adu bądź te m p e ra tu ry gleby w okresie m a rtw y m po w o du je zm niejszanie się zasobów N zw iązków n ieorg an iczn y ch w o k re sie w eg etacy jn y m .
50 Z. Popław ski, K. Filipiak
3. Z aw arto ść N zw iązków 'nieorganicznych w -glebie zależy rów nież od p rzeb ieg u te m p e ra tu r i qpadôw atm o sfe ry cz n y c h o k resu k ry ty c z nego. W szczególności w zrost opadów atm o sfery czn y ch pow oduje zde cydow ane zm niejszan ie się zasobów N zw iązków nieorganicznych.
4. Na p rzeciętn ą zaw artość N zw iązków n ieo rganicznych gleby, na k tó re j u p raw ian o ziem niaki i owies, stw ierdzono isto tn y w p ły w n aw o żenia azotem ; n a to m ia st zależności ty ch nie zdołano udow odnić za po m ocą m eto d p rz y ję ty c h w b ad an iach na p o lach z pszenicą ozimą.
5. W ysokie zaw artości N zw iązków nieo rg an iczn y ch w glebie, ja k ie stw ierd za się w n ie k tó ry ch latach, m ogą b y ć p rzy c z y n ą spadku, a n a w et zaniku efe k ty w n o śc i n aw ożenia azotem ; w ty m k ie ru n k u n a le ż a łoby p e rsp e k ty w icz n ie nasilić dalsze b a d a n ia nad p rz e m ia n a m i a z o tu w (glebie.
L IT E R A T U R A
[1] A l l i s o n E. E.: T h e fa te of n itro g en ap p lied to th e soils. A d v. in. A gr. t. 18, 1966, 219-258.
[2] B a u m a n n H. , M a a s z G.: Ü ber den V erla u f des N itr a tg e h a lte s u n ter v e r sc h ie d e n e n F rü ch ten im A ck erb od en . Z. P fla n z. D üng. B odenk. 79, 1957, 155-167.
[3] C o r n f i e l d A . H.: A m m on ia r e le ssed on trea tin g so ils w ith sod iu m h y d ro x id e as a p o ssib le m ea n s of p red ictin g th e n itr o g e n -su p p ly in p o w er of so ils. N a tu re 187, 1960, 260-261.
[4] D r a p e r N. R., S m i t h H.: A n a liza reg resji sto so w a n a . PW N, W arszaw a 1973.
[5] F o t y m a M.: O k reślen ie p otrzeb n a w o zo w y ch roślin w oparciu o te s ty ch em iczn e. P ost. N au k roi. 1977, nr 3, 123-134.
[6] G a d n e r W. R., F i r e m a n M.: L ab oratory stu d ies of eva p o ra tio n from so il colu m n s in th e p resen se of a w a ter tab le. S o il S ei. 58, 1958, 244-249. [7] H a r m s e n G. W. , v o n S c h r e v e n A. A .: M in era lisa tio n of organ ic n i
trogen in soil. A d v. in. A gr. 1955, 8.
[8] H a r m s e n G. W.: E in flu ss von W itteru n g, D ü n gu n g und V eg eta tio n a u f den S tic k sto ffg e h a lt des B od en s. L an d w . F orsch. Sond. 15, 1961, 61-71. [9] H a r m s e n G. W. , K o l e n b r a n d e r G. J.: S o il In organ ic N itro g en I n
stitu t V oor B od em vru ch tb aarh eid G ronnigen. 1965, R apoort 13.
[10] J a n s s o n S. L.: T h e sm a ll n itro g en cycle. V ä x t-n ä r in g sn y tt 1952, 8/9, 16-20.
[11] J a n s s o n S. L.: O rien tieren d e S tu d ien über S tic k sto ffk r e is la u f im B od en m it H ilfe von 15 N als L eitiso to p . Z. P fla n zen er n ä h r. D üng. B od en k . 1955, 69, 190-198.
[12] J a n s s o n S. L.: T racer stu d ies on n itro g en tra n sfo rm a tio n in so il w ith sp ecia l rela tio n sh ip s m in e r a lita tio n -im m o b iliz a tio n rela tio n h ip s. K u n gl. L a n t- b ru k sh o g sk o la n s A n n . 1958, 24, 101-361.
[13] L o g i n o w W. , K a s z u b i a k T.: D y n a m ik a azotu w g leb ie. P am . puł. 1964, nr 14, 15-39.
[14] N itro g en and so ils organie m a tter te c h n ic a l B u lle tin 15. H er M a je s ty ’s S ta tio n e r y O ffice, L ondon 1969.
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 51
by a ly sim e te r stu d y u ty lisin g isotop ic n itrogen . S oil. S ei. Soc. A m er. Proc. I960, 24, 372-376.
[16] O g a t a G., C a l d w e l l A . C.: N itra te con ten t of soils and n itro g en con ten t of oat p la n ts as a ffe c te d by rates of lim in g. A gr. J. 1960, 52, 65-68. [17] P a a u w F. v a n der: E ffe c t of w in te r r e in fa ll on th e am ou n t o f n itro g en
a v a ila b le to crops. P la n t and S o il 1962, 16, 351-380.
[18] P a a u w F. v a n der: P eriod ic flu c tu a tio n s of soil fe r tility , crop y ield s, and of resp on ses to fe r tiliz a tio n e ffe c te d by a lte r n a tin g p eriod s of lo w or high ra in fa ll. P la n t and S o il 1962, 17, 155-182.
[19] P a a u w F. v a n der: E ffe c t of w in te r r e in fa ll on th e am ou n t of n itro g en a v a ila b le to crops. P la n t and S o il 1962, 16, 351-380.
[20] R o b i n s o n J. B. D.: T he so il n itrogen in d e x its ca lib ra tio n w ith crop p erform an ce to im p ro v e fe r tiliz e r e ffic ie n c y on arab le soil. C o m m o n w ea lth A g ricu ltu ra l B u rea u x S p e c ia l P u b lica tio n N o 1. C o m m o n w ea lth B ureau of S o ils. 1975; F arn h am R oyal, S lou gh SL 2 3BN, E ngland.
[21] V a n s t a l l e n R.: T he v a r ia b ility of so lu b le n itrogen in loam soil. A g ri- cu ltu ra (L ouw ain) 1959, 7, 45-60.
3 . П О П Л А В С К И , к . Ф И Л И П Я К Ф О РМ И РО В А Н И Е С О Д Е РЖ А Н И Я А ЗО Т А Н Е О РГА Н И Ч Е С К И Х С ОЕДИНЕН ИЙ В П О ЧВЕ Н А Ф ОНЕ И ЗМ Е Н Ч И В О С ТИ А ТМ О С Ф ЕРН Ы Х О С А Д К О В И Т ЕМ П Е РА Т У РЫ И нститут агр отехни ки удобр ен и я и почвоведени я. О тдел по удобрен и ю и отдел инф орм атики Р е з ю м е С одерж ан и е азота н еорганическ их соединен ий в почве п одвергается, к ак и звестно, сильны м колебаниям. В итоге п р ов едён н ы х в годах 1967-1972 и ссл ед о ваний (на почвах, свойства которы х охар ак тер и зов ан ы в табл. 1) установлено, что ср ед н ее со д ер ж а н и е N н еорган и ч еск и х соединен ий (N— NH<+ и N — NOa” ) во врем я вегетации к ар т оф ел я , озим ой пш еницы и овса зав и сел о от р асп ол о ж ен и я тем пературы и ат м осф ер н ы х осадков как в в есен н е-л ет н ем , так и в о сен н е-зи м н ем периоде. Н а вы сокое в среднем сод ер ж а н и е N неор ган и ч еск и х соеди н ен и й в в ег е тационном сезон е в почве под к ар тоф ел ем влияли ни зк и е тем пературы и ск у д ны е атм осф ер н ы е осадк и о сен н е-зи м н его п е р и о д а 1 (рис. 2 i f 3 ) к ак с ск уд н ы е осадки в в есен н е-л ет н ем пери оде (рис. 4 и 5). В к ул ь тур е овса обильны е атм осф ер н ы е осадки и н и зк и е тем пературы в осен н е-зи м н ем п ер и оде (рис. 7 и 8), к ак и в в есен н е-л ет н ем (рис. 9 и 10), способствовали сильном у падени ю со д ер ж а н и я N неор ган и ч еск и х соеди н ен и й в почве во время вегетации. П рим енение под к ар тоф ел ь и овес удобрен и я азотом , хотя оказы в ало с у щ ествен н ое влияние на со д ер ж а н и е N неорган и ческ и х соединен ий в почве, однако п овы ш ение сод ер ж а н и я этой ф орм ы азота д а ж е в р езу л ь та т е вн есения 100 кг N на га составляло едва лиш ь 0,5 мг N на 100 г почвы. У м ерен ность прироста N 1 в статье уп отребляю тся термины „критический период** и „мертвый п е р и о д “.
52 Z. Popław ski, K. Filipiak неорганическ их соединен ий обосновы ваю т общ еизвестны е процессы п р ев р а щ е ний почтзеннсго с.зота в п р ед ел а х „малого круговорота“ и интенсивное усвоен ие этого элем ента растениями. В почве под озим ой пш ени цей прим ен ение удобрений д а ж е в д о зе 150 кг N на га не повлияло на сод ер ж ан и е N н еорганическ их соединений. О бн аруж и лось однако сильное н сход н ое по последствиям (как в поле к ар т оф ел я и овса) в оздей ств и е тем пературы и атм осф ер н ы х осадков о сен н е-зи м н его периода (рис. 12). В в есеп п е-л ет н ем пер и оде как низкие, так и вы сокие тем пературы благоприятствовали сохранени ю высокого со д ер ж а н и я неор ган и ч еск и х с о ед и нений в почве; в знач ительно м еньш ей степени влияли атм осф ерн ы е осадки (рис. 13). Н езависим о от изм ен ений содер ж ан и я N н еорган и ч еск и х соединен ий н абл ю даем ы х в почве во время вегетационного сезон а, установлено т а к ж е зн ач и т ел ь ная д и ф ф ер ен ц и а ц и я этой ф орм ы N в отдельн ы х годах (рис. 1, б и 2). Особенно вы соким содор ж ан и ем N н еорганическ их соединен ий хар ак т ер и зов ался в еге тационны й сезон 1969 года. С пособствовало этом у п р е ж д е всего благоприятное р асп ол ож ен и е тем ператур и атм осф ер н ы х осадков в о сен н е-зи м н ем п ер и оде на перелом е 1968-1969 г, а та к ж е и в в есен н е-л ет н и х м еся ц ах 1969 г. Так вы сокое со д ер ж а н и е N неорган и ческ и х соеди н ен и й в почве м о ж ет стать причиной ум еньш ения или д а ж е соверш енного и сч езн овен и я э ф ф е к т о в удобрения азотом. Z D Z IS Ł A W PO PŁ A W S.K II, K R Y S T Y N A F IL IP IA K
THE IN O R G A N IC N IT R O G EN C O N TEN T IN SOIL R EL A T IV E TO V A R IA B L E A TM O SPH E R IC P R E C IP IT A T IO N S A N D TEM PE R A T U R E S
In stitu te of S o il S c ie n c e and P la n t C u ltiv a tio n D ep a rtm en t of F ertiliza tio n
S u m m a r y
T h e in o rg a n ic N co n ten t in so il u n d ergoes, as it is w e llk n o w n , w id e flu c tu a tio n s. T h e in v e stig a tio n s carried out in th e period 1967-1972 (on soils, th e p ro p erties of w h ic h are ch aracterized in T a b le 1), h a v e p roved th a t th e a v era g e in organ ic N co n ten t (N —N H 4+ , N —N 0 8—) in th e v e g e ta tio n season of p otatoes, w in te r w h e a t and oats d ep en d ed on th e d istrib u tio n o f tem p era tu res and a tm o sp h e ric p recip ita tio n s both in sp rin gsu m m er and a u tu m n w in ter p eriod s.
L o w tem p era tu res and p recip ita tio n s in th e a u tu m n -w in te r p eriod 1 (F igs 2 and 3) and lo w p recip ita tio n s in th e sp rin g su m m er period (F igs 4 and 5) led to a h ig h a v era g e co n ten t of in o rg a n ic n itro g en d u rin g th e v e g e ta tio n sea so n in th e so il of th e fie ld w ith potatoes.
In th e so il of th e fie ld w ith oats h ig h a tm o sp h eric p recip ita tio n s and lo w tem p era tu res in th e a u tu m n -w in te r (F ig s 7 and 8) and th e sp rin g -su m m er (F igs 9 and 10) p eriod s led to a d ecrea se in th e in o rg a n ic N co n ten t in th e so il d uring th e v e g e ta tio n p eriod.
N itro g en fe r tiliz a tio n of th e p o ta to es and oats also s ig n ific a n tly a ffe c te d th e in o rg a n ic N co n ten t in th e soil, but th e in c r e a se in th e in o rg a n ic N con ten t, e v e n at a fe r tiliz a tio n ra te of 100 k g N per h ecta re, am ou n ted to o n ly 0,5 m g N p er 100 g of th e soil. T h is sm a ll in c r e a se in th e in o rg a n ic N co n ten t is in flu e n c e d
W pływ czynników klim atycznych na zawartość N nieorg. w glebie 53
by w e ll-k n o w n p ro cesses of th e tra n sfo rm a tio n of so il n itro g en w ith in th e „ sm a ll n itro g en c y c le ”, as w e ll as by an in te n siv e p la n t u p ta k e of th is elem en t.
In th e soil of th e fie ld w ith w in te r w h ea t, e v en a ra te of 150 k g N per h ecta re did n ot a ffe c t th e b eh a v io u r of in organ ic N in th e soil. On th e oth er hand, a v e r y strong e ffe c t sim ila r to th a t fou n d in th e soils of th e fie ld s w ith p otatoes and oats of tem p era tu res and a tm o sp h eric p recip ita tio n s d u rin g th e a u tu m n w in ter period w a s ob served (F igs 12).
In th e sp rin g -su m m er period both lo w and h igh tem p era tu res con trib u ted to the m a in ten a n ce of a h igh in organ ic N co n ten t in th e soil; th e r e la tiv e e ffe c t of atm osp h eric p recip ita tio n s w a s m uch w e a k e r (F igs 13).
Irre sp e c tiv e of ch an ges in th e in organ ic N co n ten t occu rin g in th e so il during th e v e g e ta tio n season, a co n sid era b le ch an ge in th e N co n ten t b etw een y ea rs has also been found (F igs 1, 6 and 11). A p a rticu la rly h igh con ten t of in organ ic N w as ob served du rin g th e v e g e ta tio n season of 1969. It w a s ow in g “fir st of a ll, to a fa v o u ra b le d istrib u tio n of tem p era tu res and atm osp h eric p recip ita tio n s in th e a u tu m n -w in te r period of 1968-1969 and in th e sp rin g -su m m er m on th s o f 1969. Such a large in organ ic N co n ten t in so il can lead to a w ea k en in g or e v e n a fu ll v a n ish in g of the e ffe c t of n itro g en fertiliza tio n .
Dr Z d z i s i a w P o p ł a w s k i
I n s t y t u t U p r a w y ,
N a w o ż e n i a i G l e b o z n a w s l v s a P u ł a w y , O s a d a P a ł a c o w a
