Wpływ głębokiej orki na aktywność biochemiczną i plonowanie czarnych ziem pyrzyckich

ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X X X V I, NR 1, S. 157—Ü62, W ARSZA W A 1885

HENRYK FRĄCKOWIAK, TADEUSZ DÜRKOWSKI, PIOTR WESOŁOWSKI

WPŁYW GŁĘBOKIEJ ORKI NA AKTYWNOŚĆ BIOCHEMICZNĄ I PLONOWANIE CZARNYCH ZIEM PYRZYCKICH

Instytut M elioracji i U żytków Zielonych w Falentach

Stosowane ostatnio coraz częściej w praktyce rolniczej orki głębokie {1, 2, 5, 6, 7, 9] zmieniają w istotny sposób właściwości fizyczne gleb, a w dalszej konsekwencji również i aktywność przemieszczonych w arstw [1, 5, 6, 9]. -Do oceny zaistniałych zmian w profilu bardzo przydatne mo­ gą być metody testów biochemicznych i biologicznych [5, 6, 9]. Dobrymi wskaźnikam i aktywności gleb są potencjały m ineralizacyjne azotu i wę­ gla, stosowane już we wcześniejszych badaniach {3, 4, 5, 8, 9] i dające zadowalające rezultaty. Szczególne znaczenie ma tu azotowy potencjał m ineralizacyjny w w arunkach tlenowych (potencjał nitryfikacyjny) z uwagi na obserwowaną jego zbieżność z ogólną żyznością gleb (3, 4, 8, 9].

OBIEKT I METODYKA BADAŃ1

Badania prowadzono na terenie Zakładu Państwowego Gospodarstwa Rolnego Obojno pod Pyrzycam i na czarnych ziemiach wytworzonych z glin średnich i ciężkich. Odczyn gleb jest tu silnie zasadowy, a zaw ar­ tość węglanów wynosi 11—22%. Ilość substancji organicznej jest duża i waha się od 4% w głębszych warstwach, do 9% w w arstw ie wierzch­ niej. Ogólna zawartość azotu wynosi odpowiednio od 0,07 do 0,36%. Gę­ stość objętościowa w arstw wierzchnich wynosi 1,34— 1,38, a w arstw głęb­ szych 1,40— 1,55 g/cm3, natom iast m aksym alna pojemność wodna odpo­ wiednio 45,1—47,4 oraz 39,1—46,0% objętościowych.

Aktywność gleb badano w okresie 2—4 lat po w ykonaniu orek. Bada­ niami objęto doświadczenie polowe typu łanowego z dwoma kom binacja­ mi, tj. pole po orce zwykłej (25 cm) oraz pole po orce głębokiej (50 cm). Plony określano na podstawie zbiorów z powierzchni 20 m 2 w sześciu powtórzeniach. W wyznaczonych punktach określano podstawowe właści­ wości fizyczne i chemiczne według metodyki IMUZ.

Orki wykonano jesienią 1977, a wiosną następnego roku wysiano bu­ raki cukrowe, stosując uprzednio nawożenie obornikiem płytko przyora- nym w ilości 30 t/ha. Jesienią wysiano pszenicę, stosując wiosną 1979 ro­ ku nawożenie wyłącznie azotowe. W roku następnym upraw iano jęcz­ mień z nawożeniem m ineralnym 320 kg NPK, a w roku 1981 rzepak z nawożeniem 400 kg NPK. W roku 1982 pod pszenicę zastosowano nawo­ żenie 440 kg NPK.

Próbki gleb do badań aktywności pobierano wiosną, latem i jesienią każdorazowo z trzech w arstw : 0—20, 30—50, 50—70 cm. Badano poten­ cjał m ineralizacyjny azotu po inkubacji beztlenowej i tlenowej (według [6]) oraz potencjał m ineralizacyjny węgla na podstawie intensywności rozkładu błonnika zmodyfikowaną przez F r ą c k o w i a k a <[5] metodą S t r a u b a [9], a także aktywność ureazy (według {6]). Każda mieszana próbka gleby do badań aktywności składała się z 32 pojedynczych po­ brań z całej miąższości badanych warstw , co zapewniało dostateczną re­ prezentatyw ność próbek, niezbędną w badaniach w pływ u orek na aktyw ­ ność.

W YNIKI BADAŃ I D YSKUSJA

Potencjał m ineralizacyjny azotu po inkubacji w w arunkach beztleno­ wych na polu po orce płytkiej wskazuje na bardzo słabą aktywność w arstw głębszych, a uaktyw nienie poszczególnych w arstw profilu dla ba­ danych w arstw przedstawia się jak 100 : 15 : 9 (tab. 1). Na polu po orce głębokiej w w arstw ie 0—20 cm nastąpiło wyraźne zmniejszenie aktyw ­ ności przy jednoczesnym jej znacznym wzroście w w arstw ie 30—50 cm. Uaktywnienie poszczególnych w arstw profilu przedstaw ia się jak 100 :

: 48 : 15.

Potencjał m ineralizacyjny azotu po inkubacji w w arunkach tleno­ wych (potencjał nitryfikacyjny) wykazuje podobne tendencje przy p ra­ wie dw ukrotnie wyższych wartościach liczbowych. Istotną różnicę stano­ wi fakt zmniejszenia aktywności wierzchniej w arstw y na polu po orce głębokiej w stosunku do orki płytkiej przy jednoczesnym istotnym wzro­ ście aktywności nie tylko w arstw y 30— 50, ale i w arstw y 50—70 cm. Uaktywnienie poszczególnych w arstw profilu wynosi tu 100 : 68 : 22.

Wyniki oznaczeń potencjału m ineralizacyjnego węgla na podstawie stopnia rozkładu błonnika w skazują na brak istotnych różnic w wierzch­ niej w arstw ie między orką płytką a głęboką oraz na w yraźny wzrost ak­ tywności w arstw głębszych (szczególnie 30—50 cm) na polu po orce głę­ bokiej. Różnice liczbowe są tu znacznie mniejsze niż przy aktywnościach azotowych.

Aktywność enzymatyczna ureazy w ykazuje duży wzrost w w arstw ie 30—50 cm oraz m niejszy w w arstw ie 50—70 cm pod wpływem orki głę­ bokiej przy niewielkim (nieistotnym) zm niejszeniu aktywności w arstw y

Głęboka orka a aktyw ność biochem iczna czarnych ziem ₁₅₉

ï a b e 1 u 1

A Ir.*;'ic*-; .И * :: r.!v> a i e z.V. g l e b

/ w a r t o ś c i ś r e d n ie ł t r .- r e a la ^ o r a z n in ib tiln e - ia a fc s y w iiln e / B . l o c ü f t i i o r,oi .1 a c t i v i t y

/ З -ycRi* шеап and m ijiiiûuc-.naxinium v a lu e л /

G -2 » - b o k o i c i с г-? к - Г' я - . t a o f p lo u g h in g j R o d za j a k ty w n o .ś c i W arstwy g lo b y 25 jj 50 cm KIR K ind o f a c t i v i t y L a y e r s o f c o i l cm a k t y w n o ś ć a c t i v i t y _LSD ś r e d n i a o d - d o w l i c z b a c h W Z f T l f ï d r y c h ś r e d n ia od - i c w l i c z b e c h w::.^Lędr.ych cc an f j*om-to r e l n t l v e и:? n 1-0 7 — tC r e l a t i v e P o t e n c ie s : r .in e r a li" .a c y jn y a:-:c*u po

i n k u b a c j i w warunkach b e z tle n o w y c h И6 N-N H^/kg g le b y 0 - 2 0 : г‘,6 1 0 , 3 - 2 4 , 3 100 1 2 ,4 1 0 , 3- 1 6 ,0 100 1 , 8 N it r o g e n a i n e r a l i z a t i o n pow er und er апсетоЪхс. c o n d i t i o n s a g N -.irl^/icg o f j o i i 3 0 - DO 2 , 4 о ,e -t,e 15 6 , 0 < » 4 - 9 , 5 48 1 , 0 5 0 - 7 0 1 , 4 0 , 4 - 3 , 5 9 1 , 7 0 , 6 - 4 , 4 15 0 , 5 P o t e n c j a ł m in e r a liz a c y ^ n y a z o t u po i n k u b a c j i w vrfarunkuch tle n o w y c h mg N-NO-j/kg g le b y 0 - 2 0 2 3 , 6 1 3 , 1 - 4 0 , 5 100 2 0 , 0 0 , 4 - 3 4 , 9 100 2 , 0 N it r o g e n m i n e r a l i z a t i o n pow er u nd er a e r o b ic c o n d i t i o n s mg N -N O y'kg o f s o i l 3 0 - 5 0 5 , 0 о , с - ? , з 21 I 3 , ó 7 , 1 - 2 3 , 5 63 1 . 6 5 0 - 7 0 3 , 5 0 , 6 - ^ , 0 15 4 , 5 0 ,j-i? , 3 22 0 , 5 P o t e n c j a ł r a i r i o r . i l i z n c y j n y w ę g l a w r - d d U j ï i n f c e n s y * 7i ü i . c i zo z -c ła d u b ł o n n i k a % r o z k ł a d u 0 - 2 0 1 3 , 3 1 1, I - 1 0 , 0 100 1 3 , 5 a ,6-22, 2 100 2 , 0 C a r lo n m i n e r a l i z a t i o n рок гг a f t e r i n ­ t e n s i t y o f c e l l u l o s e d é c o m p o s it io n a e о с а p o s i t i o n % 3 0 - 5 0 5 , 6 4 , 8 - 7 , 6 39 9 , 9 7 , 1- 14, 4 73 1 , 2 5 0 - 7 0 4 , 0 20 5 , 0 37 0 , 9 A ktyw ność u r e a z y ug N- r a ^ / g g l e b y / b U rea ee a c t i v i t y ug N-NH^/g o f s o i l / h 0-2C 3 0 - 5 0 5 9 , 4 3 9 , 2 - 7 5 , 5 2 1 ,1 100 35 5 3 , :„i 3 9 , 2 - 3 6 , 1 4 3 , 8 100 75 2 . 7 1 . 7 5 , 7 - 4 6 , 1 2 - 1 ,9 - 0 0 ,1 5 0 - 7 0 4 , 9 1 , 7 - 0 , 2 8 9 , 1 5 , 1 - 1 3 , 'J 16 1 .1

wierzchniej. Uaktywnienie poszczególnych w arstw profilu wynosi dla or­ ki płytkiej 100 : 35 : 8, a dla orki głębokiej 100 : 75 : 16.

W glebach oranych płytko aktywność profilu koncentruje się głównie w w arstw ie wierzchniej, pod którą w ystępują w arstw y bardzo słabo ak­ tywne, szczególnie pod względem aktywności azotowej (tab. 1). Głęboka orka zmienia ten niekorzystny stan.

Należy tu jeszcze nadmienić, że we w szystkich badanych aktywnoś- ciach zaznaczała się duża zmienność sezonowa, szczególnie w azotowej aktywności tlenowej, w ynikająca według niektórych autorów z okreso­ wych w ahań rozwoju mikroorganizmów oraz z w pływ u w arunków pogo­ dowych {3, 4, 8].

Orka głęboka spowodowała w pierwszym roku istotną zwyżkę plonów buraków cukrowych o około б^/о, w roku następnym pszenicy ozimej

W t / h ' l Y i e l - i n i n t / h a T а Ь e 1 a 2 L e . H - Y e a r . ; 1 9 7 3 1 9 7 9 -, ■ ) 1 9 3 1 I 1 9 6 2 j u t. Г .:! p ü z e r . i c a j ę c r . i d i t i n г к г р а к p a z e v i c a J r - v y - j CU hir jiV :i о ?, э т а o : . ic > y 0 2 l ï : d G ł ę b o k o . ^ ': ОГТ. к _____ iI S J v i ; л- L п t е г w.! n t s r ’■ * p o - 3 j ü d w i n * : ' Г D e f t h o i ’ p l o u g h i n g ! Oi: i С I „ h e a t b a r !:■ j1 I w h e u t 23 o n 3 , c 3 2 , 5 3 5 0 СУ • l p JO 4 , 0 0 2 , 9 4 5 , 3 9 BfiîR - L S D 2 , ‘; з 0 , 2 2 0 , 1 5 0 , 2 0 С , 4 0 W r ..ę l < ; r i n y Re "t i / 2 5 c n i = i... i r r . r c r : t p l o r i ó v 7 j i s l d i a c ' - z n e n t : 0 0 / 1 0 5 , 7 1 1 3 , 5 1 1 0 , 9 ' 1 b , 2 1 0 2 , 2

о 13,5% (tab. 2). W roku 1981 plony rzepaku na polu po orce 50 cm były o 16% wyższe niż na polu po orce płytkiej. Wzrost plonów pszenicy ozi­ mej w roku 1982% był nieistotny i wyniósł około 2%.

WNIOSKI

Orka głęboka (50 cm) spowodowała bardzo w ydatny wzrost wszyst­ kich badanych aktywności w warstw ie 30—50 cm, a częściowo i w w ar­ stwie 50—70 cm, oraz istotne osłabienie aktywności m ineralizacyjnej azo­ tu w warstw ie 0—20 cm przy niezmienionym poziomie aktywności roz­ kładu błonnika i aktywności ureazy.

Pod wpływem orki głębokiej zmniejszyła się znacznie dysproporcja między aktywnością wierzchniej i głębszych w arstw gleby, a uaktyw ­ nienie poszczególnych w arstw profilu poprawiło się średnio ze 100 : 27 : 15 (przy orce płytkiej) do 100 : 66 : 23.

Orka głęboka przyczyniła się do w zrostu plonów roślin upraw nych średnio o około 1C% w stosunku do orki płytkiej.

LITERATURA

[1] С i e ś l i ń s k i Z.: Zabiegi agrom elioracyjne na glebach ciężkich. Zesz. nauk. ATR w Bydgoszczy 1975, 21, 17—32.

[2] С i e ś 1 i ń s к i Z., P a w e ł k i e w i i c z L.: W pływ orek m elioracyjnych na go­ spodarkę wodną i plony na glebach ciężkich. Zeszt. probl. Post. Nauk roi. 1980, 227, 255—261.

[3] E 11 e n b e r g H.: Stickstoff als Standortsfaktor. Berichte dtsch. bota/n. Gesellscih, 1964, t. 77, 82—92.

[4] F r ą c k o w i a k H.: Metoda oznaczania potencjalnej i rzeczywistej minerali* zacji azotu w glebach torfowo-m urszow ych. Mat. Konf. IMUZ Falenty 1975, sekcja IV, s. 225—231.

Głęboka orka a aktyw ność biochem iczna czarnych ziem ₁₆₁

[5] F г ą c k o w i a k H., C i e ś l t i ń s k i Z.: Influence of reclam ation treatm ent on physical and biodhem ical properties of loam y soils. Mat. Symp. „Humus et «Planta” Brno 1979, s. 513—517.

[6] F r ą c k o w i a k H., C i e ś l i ń s k i Z.: Zmiany aktyw ności gleb ciężkich i plo­ now ania pod w pływ em orki głębokiej. Rocz. glebozn. w tym numerze str. 163—*167.

[7] G o l i s c h G.: Erfahrungen über den Einsatz, des Tiefpluges. Mat. Sym p. Giessen 1967, 3, 11—12.

[8] J ä g g i W,.: Beziehungen zw ischen bodenbiologischer A ktivität und Boden­ fruchtbarkeit. Schweiz. Landw. Monatsh. 54, 1973, 264—<298.

[9] S t r a u b R.: M ikrobiologische Ergebnisse von drei A hrw eiler Tiefenlockerungs­ und Tiefendüngungsversuchen. Mat. Symp. Giessen 1967, 36—45.;

Г. ФРОНЦКОВЯК, Т. ДУРКОВСКИ, П. ВЕСОЛОВСКИ ВЛИЯНИЕ ГЛУБОКОЙ ВСПАШКИ НА БИОХИМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ И ПЛОДОРОДИЕ ПЫЖИЦКИХ ЧЕРНЫХ ЛУГОВЫХ ПОЧВ Институт мелиорации и луговодства в Фалентах, Филиал в Быдгоще, Филиал в Щецине Р е з ю м е Проводились исследования с применением двух вспашек: на глубину 25 и 50 см, на черных луговых почвах в районе Пыжиц. Трехлетние исследования по биохимической активности показали, что глубокая вспашка привела к очень значительному повышению четырех исследуемых активностей в горизонте 30-50 см, а частично также в горизонте 50-70 см. Она вызвала существенное ослабление минерализационной активности азота (анаэробной и аэробной) в горизонте 0-20 см, при неизменном уровне активности разложения клетчатки и активности уреазы. Под влиянием глубокой вспашки значительно сократилась диспропорция между ак­ тивностью верхних и более глубоких горизонтов профиля, нормально выступающая при мелкой вспашке, а средняя относительная активизация профиля повысилась с 100: 27:15 до 100: 66: 23. Пятилетие исследования по урожайности культурных растений показали, что глубокая вспашка приводила к средней прибавке урожаев на около 10%.

Н. FRĄCKOW IAK, Т. DURKOW SKI, Р. WESOŁOWSKI

EFFECT OF DEEP PLOUGHING ON THE BIOCHEMICAL ACTIVITY AND FERTILITY OF PYRZYCE MEADOW BLACK EARTHS

Institute for Land Reclam ation and Grassland Farm ing at Falenty, Branch D ivision in Bydgoszcz,

Branch D ivision in Szczecin

S u m m a r y

Investigations w ith application of two ploughing depths: 25 and 50 cm on m eadow black eartlhs of the Pyrzyce region w ere carried out.

The three-year investigations on biochem ical activity have proved that a very considerable growth of four activities under study in the horizon of 30—50 cm

and partly in the horizon of 50—70 cm occurred under the effect of deep ploug­ hing. A significant w eakening o f the nitrogen m ineralization power (anaerobic and aerobic) in the horizon of 0—20 cm, at an unchanged le v el of the cellu lose

decom position and the urease activity w as caused by it.

A considerable reduction of the disproportion taking place n orm ally at the shallow ploughing betw een the activity o f uper and deeper layers of the profile occurred and the mean relative activation of the profle increased from 100 : 27 :15 to 100 : 66 : 23 under the effect of deep ploughing.

The five-year investigations on yielding of crops have proved that the deep ploughing resulted in a m ean increm ent of yields of about 10°/a.

D oc. d r h a b . H e n r y k F r ą c k o w ia k I n s t y t u t M e lio r a c ji i U ż y tk ó w Z ie lo n y c h O d d z ia ł w B y d g o s z c z y