S T A N IS Ł A W A S T R Ą C Z Y Ń S K A
FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEBY
NAWOŻONEJ GNOJOWICĄ I JEJ WPŁYW
NA PLONOWANIE ZIEMNIAKÓW
In sty tu t G le b o z n a w s tw a i O ch ro n y Ś r o d o w is k a R o ln ic z e g o A k a d e m ii R o ln ic z e j w e W r o c ła w iu
W STĘP
Prow adzone od w ielu lat badania nad rolniczym wykorzystaniem gn ojow icy w ykazały, że w yw iera ona korzystny w pływ na plonow anie i skład chem iczny roślin, co stwierdzili w sw oich pracach np. Asm us i in. [1982], M aćkow iak [1988], K oc [1990]. D uże obciążenie gleb gnojow icą m oże pow odow ać pogorszenie niektórych cech jak ościow ych roślin. G nojow ica oddziałuje także na kształtow a nie się w łaściw ości chem icznych i fizykochem icznych gleb. Przyczynia się ona na og ó ł do wzrostu zawartości próchnicy w glebie i poprawia w łaściw ości sor pcyjne gleby, na co zwracali uw agę Mazur, Fiołna [1988], M aćkow iak [1988], Strączyńska [1994].
W yniki zawarte w niniejszej publikacji stanowią kontynuację badań prowa dzonych w w ieloletnim dośw iadczeniu naw ozow ym dotyczącym określenia m a ksym alnego obciążenia gleb gnojow icą z uw zględnieniem jej w pływ u na glebę i roślinę. D ośw iad czen ie to założono w ZD IUNG w Baborówku.
C elem badań było porównanie w pływ u w ieloletn iego stosow ania naw ozów mineralnych oraz gnojow icy bydlęcej i trzody chlewnej na zm iany w kom pleksie sorpcyjnym gleby piaszczystej oraz na plonow anie ziem niaków .
OBIEKTY I M ETODYKA
W ieloletn ie d ośw iadczen ie p olow e założono w 1977 roku na gleb ie płow ej wytw orzonej z piasku słabogliniastego na glinie lekkiej. G lebę zaliczono do klasy bonitacyjnej IVa, kom pleksu żytniego dobrego.
W czteroletnim cyklu zm ianowania stosow ano naw ożenie mineralne (PK, NPK ) i organiczne (gnojow ica bydlęca i trzody chlew nej). N aw ożen ie mineralne było d ostosow ane do wym agań pokarm owych uprawianych roślin. Dawki gnojo w icy rów now ażyły zapotrzebowanie roślin na azot w 50, 75, 100, 150 i 200% azotu w n oszon ego w nawozach mineralnych. Przy braku fosforu i potasu na
118 S. Strą czyń ska
obiektach z g n ojow icą stosow ano uzupełniające n aw ożenie m ineralne tymi sk ład nikam i.
D o św iad c zen ie polow e ścisłe z d w o m a rodzajam i gnojow icy p ro w a d zo n o m e to d ą losow anych bloków w zm ianow aniu cz teropolow ym (kukurydza, z ie mniaki, owies, żyto+poplon) w czterech pow tórzeniach.
P od ziem niaki upraw iane w ostatnim cyklu z m ianow a nia zastosow ano: 120 kg N, 8 0 k g P 20 5 i 1 5 0 k g K 20 .
Do badań w ybrano obiekty: PK, N P K oraz z gnojow icą w daw ce rów now ażnej 100 i 200% N w naw ozach m ineralnych. Po zbiorze ziem niaków , po 14 latach trw ania dośw iad c zen ia z w arstw y ornej w y ty p o w a n y ch obiektów pobrano próbki gleby, w których oznaczono zaw artość w ęgla ogółem m etodą Tiurina, pH w I M KC1, k w a so w o ść hydrolityczną (Hh) m etodą Kappena, kationy w ym ienne: Ca, M g, К i N a m etodą Pallm ana. O bliczono sum ę kationów w y m ien n y ch (S), po je m n o ść sorpcyjną (T) oraz stopień w ysycenia kom pleksu sorpcyjnego katio nami w y m ien n y m i (V).
Po określeniu wielkości plonu ziem niaków * otrzym ane wyniki op ra co w an o statystycznie m etodą analizy wariancji. W bulw ach ziem niaków ozna czono z a w artość N, P, K, C a i Mg, suchej masy oraz skrobi ogólnie przyjętymi m etodam i.
OMÓWIENIE W YNIKÓW
P rze p ro w ad z o n e badania w ykazały, że naw ożenie gnojow icą w w iększ ym stopniu niż pełne naw ożenie m ineralne wpłynęło na wzrost zawartości w ęgla ogółem w glebie (tab. 1 ). W yraźn e zw iększenie zawartości С ogółem , stw ierdzone na obiektach n aw ożonych gnojow icą w daw ce 200% N, m ogło być s p o w o d o w a n e p e w n y m udziałem silnie rozdrobnionych, ale nie całkow icie zh u m ifik o w a n y ch resztek organicznych w noszonych z gnojowicą. Zw racały na to rów nież u w a g ę w sw oich badaniach G ieguż yńska i in. [1992] oraz S trączyńska [1994].
A n a liz o w a n a gleba odznaczała się o dczynem silnie kw aśnym , przy czym na obiektach naw o żo n y ch N P K i gnojow icą pH gleby było niższe niż na obiekcie k o n trolnym n a w o żo n y m w yłącznie PK. Z p o ró w n y w an y ch m iędzy sobą rodzajów n a w o z ó w g n ojow ica w m niejszym stopniu niż n aw ożenie m ineralne obniżała pH gleby.
N a obiektach, gdzie stosow ano gnojow icę i pełne n aw ożenie m ineralne k w a sow ość hydrolityczną oraz pojem ność kom pleksu sorpcyjnego gleby była w yższa niż na obiekcie kontrolnym i korelow ała na ogół z zaw artością w ęgla ogółem w glebie na tych obiektach. W ieloletnie stosow anie gnojow icy oraz naw ożenia N P K w p łynęło rów nież na zm iany udziału w kom pleksie sorpcyjnym kationów o charakterze za sa d o w y m (tab. 2). D otyczyły one przede w szystkim p ro c en to w eg o udziału w apnia i potasu w ym iennego. Szczególnie w yraźnie zaznaczyły się one na obiekcie z g n ojow icą w daw ce 200% N, na którym zm niejszył się w kom pleksie sorpc yjnym udział wapnia, natom iast w zrosła zaw artość potasu w ym ien n eg o . W kom p lek sie sorpcyjnym gleby wystąpiły rów nież korzystne zm iany w zawartości m ag n ez u w ym iennego. W zrost ilości tego składnika stw ierdzono pod w pły w e m s to s o w a n ia obu rodzajów’ g nojow icy P o d o b n e wyniki u zyska ł M a ć k o w ia k [1988], w y kazując większą zaw artość m agnezu w y m ien n eg o w kom pleksie sor- pcy jn y m gleby nawożonej gnojowica.
T A B E L A 1. C h cm iczn c i fizy k o ch em icz n e w ła śc iw o śc i gleb y naw ożon ej g n o jo w ic ą b yd lęcą i od trzody chlew nej
T A B L E 1. C h em ical and p h y sico -ch e m ica l properties o f so ils under in v estig a tio n
N a w o że n ie F ertilization pH KCl С [%] Hh S [m m o l(+ )-/1 0 0 gl T V [%] G n o jo w ica b y d lęca - Cattle liquid manure
PK 4 ,0 0 ,4 6 2 ,4 0 2,51 4,91 51,1 N P K 3,5 0,51 3,37 2 ,1 0 5 ,4 7 3 8 ,4 100% N w g n o jo w icy 3 ,6 0 ,5 6 3 ,3 7 1,89 2 ,5 6 35,9 100% N in liquid manure 200% N w g n o jo w icy 3,7 0 ,68 3 ,3 0 2,51 5,81 4 3 ,2 200%) N in liquid manure
G n o jo w ica trzody ch lew n ej - P i g s iiquid manure
PK 3,9 0,41 2,63 1,96 4 ,5 9 4 2 ,7 N P K 3,6 0 ,4 9 3 ,0 0 1,61 4,61 3 4 ,9 100%) N w g n o jo w icy 3,5 0 ,5 4 3,23 1,50 4 ,7 3 3 1,7 100% N in liquid manure 200% N w g n o jo w icy 3,8 0 ,6 0 3,08 2 ,3 4 5 ,4 2 4 3 ,2 200% N in liquid manure
P rze p ro w a d z o n o rów nież analizę w pływ u naw ożenia na p lo now anie z ie m n ia ków (tab. 3). U p ra w ian e w zm ianow a niu ziemniaki lepiej plonow ały na obiektach n a w o żo n y ch g nojow icą niż naw ożonych NPK , p oniew a ż przy takiej samej d aw ce azotu w naw ozach m ineralnych i w gnojow icy istotnie w yższe plony uzysk a n o na obiektach naw o żo n y ch gnojowicą. N ajw y ższe plony ziem niaków były na o b ie ktach n aw o żo n y ch g n ojow icą w daw ce 200% N. P ełne n aw ożenie m ineralne w p o ró w n a n iu z obiektem z naw o żen iem P K też w ysoce istotnie zw iększało plon ziem niaków .
W yk a zan o ponadto, że ziem niaki lepiej plonow ały na obiektach n aw o ż o n y c h gno jo w icą bydlęcą niż g n ojow icą trzody chlewnej. M ogło to być s p o w o d o w a n e
T A B E L A 2. P rocen tow y udział kationów w y m ien n y ch w p ojem n ości sorpcyjnej g leb y T A B L E 2. P ercentage o f exch an geab le cation s in the sorption capacity
N a w o że n ie F ertilization
H Ca M g К N a
G n o jo w ica b y d lęca - Cattle liquid manure
PK 4 8 ,9 3 5 ,6 3,9 9 ,2 2,4 N P K 6 1 ,6 26,5 3,3 5 ,7 2,9 100% N w g n o jo w icy 64,1 22,8 4 ,6 6,8 1,7 100% N in liquid manure 200% N w g n o jo w icy 5 6 ,8 2 0,7 4 ,6 15,8 2,1 200% N in liquid m anure
G n o jo w ica trzody ch lew n ej - P igs liquid manure
PK 57,3 2 7 ,2 3,5 9 ,6 2,4 N P K 65,1 2 0 ,6 3,7 7,1 3,4 100% N w g n o jo w icy 68,3 16,9 4 ,9 8,0 1,9 100% N in liquid m anure 200% N w g n o jo w icy 5 6,8 i 8,4 5,2 17,0 2,6 200% N in liquid manure
120 S. Strą czyń ska
T A B E L A 3. P lon y ziem n ia k ó w [dt/ha] T A B L E 3. P otatoe crop [dt/ha]
N a w o ż e n ie F ertilization
G n o jo w ica byd lęca C attle liquid manure
G n o jo w ica trzody chlew n ej P ig s liquid manure X N IR (0 ,0 5 ) L S D (0 ,0 5 ) PK 2 0 8 ,4 199,6 2 0 4 ,0 N P K 2 6 4 ,8 2 5 3 ,2 2 5 9 ,0 100% N 3 6 6 ,4 w g n o jo w ic y in liquid manure 3 3 4 ,8 3 5 0 ,6 18,4 200% N 3 9 4 ,4 w g n o jo w ic y in liquid manure 3 6 3 ,6 3 7 9 ,0 x 3 0 8 ,5 N IR (0 ,0 5 ) L S D (0 ,0 5 ) N IR (0 ,0 5 ) dla interakcji L S D (0 ,0 5 ) for interactions 2 8 7 ,8 13,2 2 6 ,0
w ięk sz ą sorpcją składników p o k arm o w y ch przez glebę oraz lepszym w y k o rz y sta niem ich przez rośliny naw o żo n e g n ojow icą bydlęcą. R ó w n ież D zienia i K arnaś [1988], M a ć k o w ia k [1988] oraz Jarecki i in. [1992] stwierdzili, że ziem niaki d obrze reagują na naw ożenie gnojowicą.
Z danych p rz edstaw ionych w tabeli 4 wynika, że stosow ana w d o ś w ia d c z e niach gnojo w ica trzody chlewnej w w iększym stopniu niż gno jo w ica bydlęca w p ły w a ła na skład chem iczny ziem niaków . Z aznaczyło się to w yraźnie na o b ie kcie n a w o ż o n y m gnojo w icą trzody w d aw ce p o d w o jo n e j. W bulw ach ziem n iak ó w zebranych z tego obiektu zaw artość azotu ogółem była większa. S tw ierdzono p o n ad to tendencję do wzrostu zawartości fosforu, skrobi i suchej m asy z ie m n ia ków n aw o żo n y ch tym rodzajem gnojowicy. Ilość w apnia i m ag n ez u w z ie m n ia kach była taka sam a j a k na obiektach n a w ożonych N P K , a zaw artość potasu uległa zm niejszeniu. R ó w n ież w badaniach K oca [ 1990] ziem niaki n a w o żo n e g n ojow icą trzody odznaczały się w iększą zaw artością fosforu oraz m niejszą zaw artością
T A B E L A 4. Skład ch em iczn y ziem n ia k ó w [% suchej m asy] T A B L E 4. C h em ical co m p o sitio n o f potatoes [% o f dry matter]
N a w o ż e n ie N F ertilization P К Ca M g Skrobia Starch Su ch a m asa D ry matter G n o jo w ica b y d lęca - C attle liquid manure
N P K 1,86 0 ,2 6 2 ,4 9 0,03 0 ,1 0 13,4 19,2
100% N w g n o jo w ic y 1,87 0 ,2 4 2 ,4 4 0 ,0 4 0,11 13,7 19,4 100% N in liquid manure
200% N w g n o jo w ic y 1,91 0 ,2 4 2 ,4 4 0 ,0 4 0,11 13,7 19,4 200%) N in liquid m anure
G n o jo w ica trzody ch lew n ej - P igs liquid manure
N P K 1,89 0 ,2 6 2 ,4 6 0 ,03 0 ,0 9 13,4 19,2
100% N w g n o jo w ic y 1,84 0 ,2 8 2 ,3 9 0,03 0 ,1 0 13,9 19,7 100% N in liquid manure
200% N w g n o jo w ic y 1,95 0,31 2 ,3 9 0 ,0 4 0 ,0 9 14,9 2 0 ,7 200% N in liquid manure
potasu. Autor ten wykazał także, że pod w pływ em naw ożenia gnojow icą z w ię kszała się w bulwach ziem niaków zawartość wapnia i m agnezu.
N aw ożen ie gnojow icą bydlęcą w porównaniu z naw ożeniem mineralnym w p łynęło rów nież na wzrost zawartości azotu oraz na spadek zawartości potasu w suchej m asie bulw ziem niaka, nie różnicow ało ono natomiast zawartości pozostałych składników. D zienia i Karnaś [1988] wykazali, że naw ożenie gn ojo w icą bydlęcą w porównaniu z naw ożeniem mineralnym w pływ ało na zm n iejsze nie zawartości azotu oraz na wzrost zawartości potasu w suchej m asie bulw ziem niaka. Poglądy dotyczące wpływu nawożenia gnojow icą na skład chem iczny ziem niaka nie są zatem jednoznaczne.
WNIOSKI
1. N aw ożen ie gnojow icą w płynęło na wzrost pojem ności sorpcyjnej gleby piaszczystej. W kom pleksie sorpcyjnym gleby zw iększyła się zaw artość m agnezu i potasu.
2. W zrost zawartości jon ów w odorow ych w kom pleksie sorpcyjnym gleby nawożonej N PK i gnojow icą przyczynił się do wypierania z niego jon ó w wapnia.
3. Ziem niaki reagowały na naw ożenie gnojow icą istotną zw yżk ą plonu. 4. W porównaniu z naw ożeniem mineralnym pod w pływ em naw ożenia gn ojo w icą w składzie chem icznym ziem niaków zw iększyła się zawartość azotu, skrobi i suchej m asy, a zawartość potasu uległa obniżeniu.
LITERATURA
A SM U S F., GÖRLITZ H., KLOCKE M. 1982: Wirkung langjähriger hoher Güllegabcn auf Pflanzen und Boden in Futterbau-Fruchtfolgen, A rchiv A cker Pflbciii u. Bclkde 26, 11: 7 2 5 -7 3 2 .
DZIENIA S., K A R N A Ś E. 1988: W pływ uprawy roślin i naw ożenia gnojow icą na plony i skład chem iczny bulw ziemniaka. N aw ozy organiczne, Szczecin, 2: 102-108.
G IE G U Ż Y Ń SK A E., G OŁĘBIOW SKA D., ŁĘC ZY Ń SK A D., SIENKIEW ICZ M. 1992: Dynamika zmian składu frakcyjnego próchnicy po zastosowaniu obornika w gleb ie uprawianej w monokulturze żyta. N aw ozy O rganiczne, Szczecin, 1: 3 1 4 -3 1 9 .
JARECKI M., KRZYW Y E., W OŁOSZYK Cz. 1992: Porównanie działania obornika i gnojow icy na plon i skład chem iczny bulw ziemniaka. N aw ozy organiczne, Szczecin, 1: 103-106.
KOC J. 1990: W pływ w ieloletn iego nawożenia gnojow icą gleby lekkiej na plonow anie roślin. Zesz.
Nauk. AR W rocław, R. 53, 196: 9 5 -2 0 2 .
M AĆKOW IAK C. 1988: W pływ różnego obciążenia gleb gnojow icą na jej produkcyjność i żyzność. Mat. Symp. Rola naw ożenia w podniesieniu produkcyjności i żyzności gleb. Olsztyn, 2 4 -2 5 czerw ca 198 8 ,1 : 6 5 -7 2 .
M AZUR T., FIOŁNA T. 1988: W pływ nawożenia gnojow icą na zawartość mineralnych form azotu i zw iązków próchnicznych w glebach. R ocz. Glebozn. 30, 2: 57-70.
STR Ą C Z Y Ń SK A S. 1994: Kształtowanie się niektórych elem entów żyzności gleby i plonow anie roślin na tle zróżnicow anego nawożenia. Zesz. Nauk. AR W roclaw, Rozpr. hab. nr 125: 5 -7 2 .
122 S. S trączyńska
S. S TRĄ CZY Ń SK A
PHYSICO-CHEM ICAL PROPERTIES OF SOIL FERTILIZED
WITH LIQUID M ANURE A N D ITS INFLUENCE
ON THE POTATO CROP
In stitu te o f S o il S c ic n c c and A g ricu ltu ra l E n v ir o n m e n t P ro te ctio n , A g ricu ltu ra l U n iv e r s ity o f W r o cla w
S U M M A R Y
The aim o f the investigation was to compare the influence o f the different fertilization on the sorption characteristics o f sandy soils and potato crops. Mineral as w ell as cattle and pig liquid manure fertilizers were applied during 14 years. The fertilization o f both kinds o f liquid manure caused the increasing o f the sorption capacity and the increasing o f the saturation with m agnesium and potas sium . In the soil fertilized with both, mineral and manure fertilizers, the increasing o f hydrogen ions caused the dislodging o f the calcium ions from the sorption com plex. Mineral (NPK ) and liquid manure fertilization influenced significantly the increase o f potato crop, when compare to control (PK fertilization).
D r hah. Stan isław a Strączyńska
Instytut G lebozn aw stw a i Ochrony Środow iska Rolniczego A kadem ia R olnicza we W rocławiu
