PLONOWANIE ŻYTA, PSZENICY I ZIEMNIAKÓW W ZALEŻNOŚCI OD WIELOLETNIEGO ZRÓŻNICOWANEGO NAWOŻENIA I ZMIANOWANIA CZĘŚĆ II. PSZENICA

Transkrypt

1 ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X L N R 1 S W ARSZAW A 198Э STANISŁAW MERCIK, WOJCIECH STĘPIEŃ PLONOWANIE ŻYTA, PSZENICY I ZIEMNIAKÓW W ZALEŻNOŚCI OD WIELOLETNIEGO ZRÓŻNICOWANEGO NAWOŻENIA I ZMIANOWANIA CZĘŚĆ II. PSZENICA Katedra Chemii Rolnej SGGW -AR w W arszawie WSTĘP Panuje dość powszechnie przekonanie, że pszenica ozima bardziej niż żyto reaguje na niedobór składników pokarmowych w glebie i na ujemne skutki zbyt częstej uprawy po sobie. Wynika to m.in. z jej słabszego systemu korzeniowego, mniejszej zdolności do pobierania składników pokarmowych z trudno dostępnych form, a prócz tego jest ona bardziej podatna na choroby (szczególnie podsuszkowe) i na zachwaszczenie. Można przypuszczać, że działanie tych czynników ha plonowanie pszenicy zależy od przebiegu pogody w okresie wegetacji. Z tego powodu wydawało się interesujące zestawienie wyników wieloletnich doświadczeń nawozowych, w których pszenica ozima uprawiana była na glebach o bardzo zróżnicowanym zakwaszeniu, różnej zawartości próchnicy i podstawowych składników pokarmowych, oraz skonfrontowanie otrzymanych wyników z przebiegiem pogody. METODYKA BAD AŃ Metodykę trwałych doświadczeń nawozowych, prowadzonych nieprzerwanie od 1923 r. na Polu Doświadczalnym SGGW-AR w Skierniewicach oraz warunki glebowe, podano w pierwszej części pracy [1]. W tej części ograniczymy się tylko do metodyki dotyczącej pszenicy ozimej. Na polach o zmianowaniu dowolnym bez obornika i bez rośliny motylkowej (A) uprawiano pszenicę ozimą tylko przez kilka lat w drugiej połowie lat dwudziestych, a następnie dopiero od połowy lat pięćdziesiątych. Od tego czasu uprawiano pszenicę prawie co rok, przy czym na to samo pole przychodziła ona co 3-5 lat. Na polach o zmianowaniu 5-polowym (E), na których określono nawożenie stosowane od 1923 r.,

2 204 S. Mercik, W. Stąpień rozpoczęto uprawiać pszenicę ozimą od 1962 r. i uprawia się ją tam w zmianowaniu: ziemniaki na oborniku (30 t/ha), jęczmień jary z wsiewką koniczyny, koniczyna czerwona, pszenica ozima i żyto. Na polach tych pszenicę uprawia się co rok w pierwszym roku po koniczynie i w czwartym roku po oborniku. Doświadczenia z monokulturą pszenicy ozimej rozpoczęto w 1976 r. na nowym polu (pole D) i ze względu na bardzo niskie plony przerwano je w roku Na polu tym nawozy mineralne stosowano według takiego samego schematu, jak na polach A i E, ale dopiero od 1976 r. W latach na wszystkich trzech polach (A, E, D) stosowano jednakowe dawki nawozów mineralnych (tab. 2) i uprawiano tę samą odmianę (Dana). Dlatego wyniki z tych lat uwzględniono przy obliczeniach współczynników korelacji i regresji między plonem pszenicy ozimej lub działaniem poszczególnych składników pokarmowych a najważniejszymi czynnikami klimatycznymi (tab. 5). OMÓWIENIE WYNIKÓW W ŁAŚCIW OŚCI FIZYKOCHEM ICZNE GLEB Wartość ph na poletkach wapnowanych co 4 lata (pola A i D) waha się w granicach 5,8-6,2, a na wapnowanych co 5 lat (pole E) w granicach 4,9-5,4. Na poletkach nie wapnowanych od 1923 r. gleba jest bardziej zakwaszona (ph 4,0-4,2) niż gleba wapnowana od 1976 r. (ph 4,5). Na wszystkich polach można również obserwować zakwaszający wpływ nawozów azotowych (tab. 1). Zawartość próchnicy jest znacznie mniejsza (0,92-1,07%) na polach o zmianowaniu dowolnym bez obornika od 1923 r. A, niż na polu z monokulturą pszenicy D (1,24-1,40%), gdzie obornika nie stosuje się dopiero od 1976 r. Największa zawartość próchnicy (1,50-1,60%) występuje jednak na polu E, gdzie stosowano obornik systematycznie co 5 lat oraz uprawiano rośliny motylkowe. Mimo dużych różnic w plonach części nadziemnych i resztek pożniwnych, jakie odnotowano przy zróżnicowanym nawożeniu mineralnym, nie wystąpiły większe zmiany w zawartości próchnicy. Jedynie na polach A stwierdza się najmniej próchnicy na poletkach nie nawożonych azotem, na których plony były najniższe (tab. 1). Na polu o zmianowaniu 5-polowym z obornikiem i rośliną motylkową stwierdzono większą zawartość azotu dostępnego, oznaczonego metodą Cornfielda, niż na pozostałych polach. Na wszystkich polach odnotowano najmniej azotu dostępnego na poletkach nie nawożonych azotem (tab. 1). Na poletkach nawożonych fosforem otrzymano najmniej tego składnika w formie dostępnej (metoda Egnera-Riehma) na polu ze zmianowa-

3 P lon pszenicy zależnie od naw ożenia gleby T ab ela 1 Najważniejsze właściwości fizykochemiczne gleb w zależności od wieloletniego nawożenia i zmianowania przy uprawie pszenicy ozimej (nawożenie od 1923 r.) Most important physico-chemical properties of soils depending on the many-year fertilization and crop rotation in the winter wheat cultivation (fertilization since 1923) Zmianowaniea CaNPK NPK CaPK CaPN CaKN Ca Crop rotation РНкС! A 5,85 4,00 6,10 6,00 5,80 6,25 E 5,25 4,20 5,40 5,20 4,85 5,30 D 5,85 4,50 6,15 5,85 5,90 6,10 % próchnicy % of humus A 1,06 1,01 0,92 1,01 1,07 0,95 E 1,56 1,59 1,60 1,56 1,50 1,55 D 1,32 1,37 1,40 1,37 1,31 1,24 mg N w 100 g gleby mg N per 100 g of soil A 5,68 5,91 3,49 4,72 4,20 3,15 E 7,00 6,56 5,86 7,00 7,00 4,81 D 4,55 4,81 3,94 5,33 4,81 4,11 mg P w 100 g gleby -- mg P per 100 g of soil A 8,4 7,8 11,9 10,2 1,7 2,1 E 6,3 5, ,3 2,9 2,1 D 9,1 6,1 8,9 9,1 5,4 5,7 mg К w 100 gleby mg К per 100 g of soil A 11,6 9,8 15,2 4,0 11,5 I 6,2 E 10, ,5 5,6 12,5 5,6 D 10,6 10,6 14,5 7,2 13,3 1 7,8 a A zmianowanie dowolne bez obornika. i bez motylkowych arbitrary crop rotation without farmyard manure nor leguminous crops E zmianowanie 5-polowe z obornikiem i motylkowymi j 5-field crop rotation including farmyard manure and leguminous crops j I D monokultura monoculture niem 5-polowym, pomimo wprowadzenia tam znacznej ilości fosforu z obornikiem. Zawartość fosforu w glebie na poletkach nie nawożonych tym składnikiem od ponad 60 lat utrzymuje się na bardzo niskim poziomie od początku trwania doświadczenia. Wynika z tego, że rośliny pobierały fosfor głównie z form silniej związanych niż P dostępny. Systematyczne wapnowanie gleb wyraźnie zwiększyło w nich ilość fosforu dostępnego (tab. 1). Zawartość potasu dostępnego (metoda Egnera-Riehma) jest zbliżona na wszystkich polach zmianowania. Jest ona jednak znacznie niższa na obiektach nie nawożonych niż na nawożonych tym składnikiem (tab. 1).

4 206 S. Mercik, W. Stąpień W PŁYW ZM IANOW ANIA N A PLONOW ANIE PSZENICY OZIMEJ Działanie dwóch zmianowań na plonowanie pszenicy można było badać od roku 1963, a działanie trzech zmianowań dopiero od roku Przez cały okres trwania doświadczeń otrzymywano wyraźnie wyższe plony w pierwszym roku po motylkowych w zmianowaniu 5-polowym (o 30-50%) niż w zmianowaniu dowolnym bez obornika i bez motylkowych (tab. 2). Na efekt ten składa się najprawdopodobniej nie tylko następcze działanie rośliny motylkowej, ale również to, że na polach tych stosuje się obornik. T abela 2 Рюпу ziarna pszenicy ozimej (t/ha) przy pełnym nawożeniu mineralnym (CaNPK) w zależności od zmianowania Wheat grain yields (t/ha) at a full mineral fertilization (CaNPK) depending on the crop rotation Zmianowanie Lata Crop rotation Years (Tab. 1) 1 Nawożenie Fertilization (kg/ha) A! E D ]V! p К i ,45 _ a 1 _ j 50 21,8 66, ,85-45! i3,i 49, ,17 3,23-45 ; 13,1 49, , j _ ,9 59,8 : ,64 4,21 2,99 90! 26,2 91, i ,63 i 3,35! 1, ,2 91,3 pszenicy me uprawiano wheat was not cultivated Gleba na polu z monokulturą pszenicy zawiera więcej próchnicy i jest mniej wyczerpana z dostępnych form składników pokarmowych niż na polu A, a mimo to już od pierwszych lat plony pszenicy uprawianej w monokulturze były niższe niż w zmianowaniu dowolnym. Różnice te pogłębiały się z biegiem lat i już po 11 latach zmuszeni byliśmy przerwać uprawę pszenicy w monokulturze. Główną przyczyną pogłębiającego się spadku plonów było duże porażenie pszenicy chorobami podsuszkowymi i łamliwość podstawy źdźbła oraz duże zachwaszczenie. Wynika z tego, że ujemny wpływ czynników biologicznych nie był niwelowany większą żyznością gleby na tym polu. D Z IA Ł A N IE Ca, N, P I К N A PL O N Y PSZEN IC Y W R O Ż N YCH O K RESACH PR O W A D Z E N IA B A D A N Obniżenie względnych plonów na poletkach nie wapnowanych o więcej niż 10% otrzymano dopiero w latach siedemdziesiątych na polach ze zmianowaniem dowolnym i w latach osiemdziesiątych na polach

5 P lon pszenicy zależnie od naw ożenia gleby w zmianowaniu pięciopolowym (tab. 3). W ostatnich latach badań największy efekt wapnowania i najniższe ph na poletkach nie wapnowanych stwierdzono przy zmianowaniu dowolnym, a najmniejszy efekt wapnowania i najwyższe ph na polu z monokulturą (tab. 3 i 4). Obniżenie wartości ph gleby na obiektach NPK do 4,0 zmniejszyło plony o 30% (w stosunku do plonów przy nawożeniu CaNPK, obniżenie ph do 4,2 o 20%, a przy ph 4,5 na NPK otrzymano tylko o 5% niższe plony niż przy ph 5,85 na CaNPK). T ab ela 3 Względne plony (%) pszenicy ozimej w różnych okresach przy nawożeniu NPK, CaPK, CaNK i CaNP. Za 100 przyjęto plony na CaNPK Relative winter wheat yields (%) in particular periods at the NPK, CaPK, CaNK and CaNP fertilization. Yields at the CaNPK fertilization have been assumed for 100 T _ v I Zmianowanie (Tab. 1) Crop rotation (Tab. 1) A \ E \ D NPK - «działanie wapna -- NPK calcium effect ji 100 i i CaPK - działanie azotu - - CaPK nitrogen effect ; i 43! i i j CaNK - działanie fosforu - CaNK phosphorus effect ! ! i ! _ i 59 i CaNP działanie potasu CaNP potassium effect I - ; I 95 ; ; ' !

6 2 08 S. Mercik, W. Stępień T abela 4 Plony ziarna (t/ha) pszenicy ozimej (średnie z 11 lat ) w zależności od wieloletniego nawożenia i zmianowania Winter wheat grain yields (t/ha) (mean for 11 years ) depending on the many-year fertilization and crop rotation Zmianowanie Crop rotation (Tab. 1) A E D Nawożenie Fertilization CaNPK i NPK CaPK CaPN 2,97 3,65 1,92 I 2.32! 2,87 i 1,77 I 1,50 2,65 0,87 1,95 3,05 1,57 CaKN 2,12 2,42 1,60 Ca 0,95 2,17 0,77 Średnie mean 1,97 2,80 1,42 Średnie Mean ; 1,67 2,19 2,05 1,30 NIR dla: nawożenia LSD for: fertilization przy P = 5% 0,17 at P przy P = 1% 0,24 at P 104,9 zmianowania crop rotation 0,12 0,16 327,8 współdziałania interaction 0,24 0,32 8,7 Już od pierwszych lat prowadzenia badań stwierdza się wyraźne działanie azotu na wszystkich trzech polach (tab. 3). Można jednak zaobserwować, że działanie to jest większe (szczególnie w ostatnich latach) przy uprawie pszenicy w zmianowaniu dowolnym (bez motylkowych) i w monokulturze niż na polach E, gdzie uprawia się pszenicę w pierwszym roku po koniczynie (tab. 3 i 4). Na wszystkich polach otrzymano wyższe plony na poletkach nawożonych (CaNPK) niż na nie nawożonych fosforem (CaNK). Jednakże znaczne zwyżki plonów w wyniku nawożenia fosforem, przekraczające 10%, wystąpiły dopiero w latach sześćdziesiątych przy zmianowaniu dowolnym bez obornika, w latach siedemdziesiątych w zmianowaniu 5-polowym z obornikiem i dopiero w ostatnich latach na polu z monokulturą (tab. 3). W ostatnich latach największe działanie fosforu stwierdza się na (polu A (gdzie najmniej jest P w glebie), najmniejsze zaś na polu z monokulturą pszenicy, gdzie na obiektach CaNK jest najwięcej fosforu dostępnego w glebie. Z badanych składników pokarmowych najmniejszy wpływ na plonowanie wywierał potas. Na polu, gdzie uprawia się pszenicę w zmianowaniu 5-polowym, w czwartym roku po oborniku zwyżki plonów w wyniku nawożenia jpotasem w zasadzie nie przekraczały 15% (tab. 3 i 4). Na polach bez obornika znaczne spadki plonów na poletkach bez potasu otrzymywano dopiero po 40 latach trwania doświadczeń

7 P lon pszenicy zależnie od naw ożenia gleby w zmianowaniu dowolnym i już od pierwszych lat badań na polu z monokulturą pszenicy. Rozpatrując wyniki średnie z ostatnich 11 lat i średnie z wszystkich zmianowań, można wnioskować (tab. 4), że największe zwyżki plonów otrzymano w wyniku nawożenia azotem (41%), a następnie fosforem (28%) i potasem (23%). ZALEŻNOŚĆ PLONOWANIA OD NIEKTÓRYCH CZYNNIKÓW KLIMATYCZNYCH Plonowanie pszenicy w większym stopniu uzależnione było od badanych czynników klimatycznych niż plonowanie żyta. Obliczenia współczynników determinacji wykazują (tab. 5), że plony pszenicy uprawianej w zmianowaniu dowolnym uzależnione były od badanych czynników klimatycznych w 40%, w zmianowaniu 5-polowym w 58%, a w monokulturze aż w 80%. T abela 5 Wartości współczynników korelacji liniowej (ryx) oraz standaryzowanego cząstkowego współczynnika regresji (byx) dla zależności plonu pszenicy ozimej od niektórych zmiennych klimatycznych w latach Values of linear correlation coefficients (ryx) and of standardized fragmentary regression coefficient (byx) for the dependence of wheat yields on some variable climatic factors in the period Warunki klimatyczne Climatic conditions Dla zmianowań ryx for crop rotations (Tab. 1) j Dla zmianowań byx for crop rotations (Tab. 1) A E D A! E D ryxl Гух 2 ГухЪ ryx* 0.48** 0,08-0,1 3-0,4 7 * * Współczynnik determinacji D % Determination coefficient D % -0,4 6 * * 0,18 0,44* -0,4 2 * ,70** 0,52** -0,3 7 * -0,8 5 * 4-0,61** +0,18 +0,10-1,25** +0,70** -0,3 5 * +0,70** 1,07** + 1,13** -0,1 3 +0,59** 39,7 57,6 79,8 * istotne przy P = 5% significant at P = 5% ** istotne przy P = 1% significant at P = 1% Xi = temperatura w C średnie z m ie s ię c y IV-VI temperature in C mean for April-June л-j; = usłonecznienie w h średnie z miesięcy IV-VI insolation in h mean for April-June лгз = opady w mm suma za miesiące IV-VI rainfalls in mm for April-June x 4 = opady w mm suma za miesiące I-VI precipitation in mm for January-June Wartości współczynników korelacji i współczynników regresji wykazują, że w miarę wzrostu temperatury w okresie kwiecień czerwiec istotnie malały plony pszenicy w zmianowaniu dowolnym i 5-polowym. Większe nasłonecznienie w tych miesiącach powodowało wzrost plonów pszenicy, szczególnie przy jej uprawie w monokulturze. Na wszystkich 14 R o c z n ik i G le b o z n a w c z e 1/89

8 210 S. Mercik, W. Stąpień polach otrzymano ujemne wartości korelacji między ilością oraz przypuszczalnie i rozkładem opadów w okresach kwiecień czerwiec oraz styczeń czerwiec a wzrostem pszenicy. W miarę wzrostu ilości opadów w tych miesiącach przeważnie istotnie zmniejszały się plony pszenicy ozimej (ujemne wartości ryx). Przyczyny takiego oddziaływania opadów są trudne do wytłumaczenia, gdyż w badanych okresach opady w zasadzie nie były nadmiernie wysokie i w miesiącach kwiecień czerwiec wynosiły średnio 142 mm (maksymalnie 176 mm w roku 1984), a w miesiącach styczeń czerwiec wynosiły średnio 215 mm (maksymalnie 270 mm w roku 1983). W NIOSKI Wyniki wieloletnich doświadczeń nawozowych z pszenicą ozimą, uprawianą przy bardzo zróżnicowanym nawożeniu i zmianowaniu, pozwalają na sformułowanie następujących uogólnień: Przy pełnym nawożeniu mineralnym (CaNPK) otrzymano znacznie wyższe plony pszenicy ozimej (średnio o 33%) uprawianej na polach w pierwszym roku po motylkowych i w czwartym roku po oborniku niż na polach bez obornika i bez motylkowych. 2. Gleba na polu z monokulturą pszenicy ozimej była bardziej żyzna niż gleba, gdzie stosowano zmianowanie dowolne, mimo to plony pszenicy uprawianej w monokulturze były niższe i spadały wraz z upływem lat. 3. Zakwaszenie gleby do ph 4,5 obniżało plony o 5%, zakwaszenie do ph 4,2 o 20%, a zakwaszenie do ph 4,0 obniżało plony o 30% w porównaniu z optymalną wartością ph dla pszenicy. 4. Na wszystkich polach otrzymywano znaczne zwyżki plonów pszenicy w wyniku nawożenia azotem. Zwyżki te były mniejsze, gdy pszenicę uprawiano na polach z roślinami motylkowymi i obornikiem (E) niż na polach bez nawozów organicznych (A i D). Duże różnice w plonach na poletkach nawożonych i nie nawożonych fosforem otrzymywano dopiero po 30 latach na polach bez obornika i po 40 latach na polach z obornikiem. Duże różnice w plonach na poletkach nawożonych i nie nawożonych potasem otrzymywano po 30 latach na polach bez obornika, natomiast na polach z obornikiem nawet po 60 latach; różnice te nie przekraczają 15%. LITERATURA [11 Mercik S. P lonow anie żyta, pszenicy i ziem niaków w zależności od w ieloletniego zróżnicowanego naw ożenia i zm ianowania. Część I. Żyto. Rocz. Glebozn z. 4 s

9 P lon pszenicy zależnie od naw ożenia gleby 211 С. МЕРЦИК, E. СТЭМПЕНЬ УРОЖАЙ РЖИ, ПШЕНИЦЫ И КАРТОФЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МНОГОЛЕТНЕГО УДОБРЕНИЯ И СЕВООБОРОТА. Ч. II. ПШЕНИЦА Кафедра агрохимии Варшавской сельскохозяйственной академии Р езю м е В постоянных удобрительных опытах проводимых на опытном поле Варшавской сельскохозяйственной академии в Скерневицах пшеницу возделывали с 1927 г. в произвольном севообороте без стойлового навоза и бобовых, с 1962 г. в 5-польном севообороте со стойловым навозом и бобовыми (как предшественные культуры пшеницы), а с 1976 г. в монокультуре. На всех полях севооборотов применяли одинаковое минеральное удобрение в соответствии со схемой: Ca, CaNPK, NPK, СаРК, CaPN, CaKN. Гораздо высшие урожаи озимой пшеницы (в среднем на 33%) получали в 5-польном севообороте со стойловым навозом и в первом году после бобовых, чем на полях без стойлового навоза и бобовых. Почва на поле с монокультурой пшеницы была более плодородной, но несмотря на это урожаи пшеницы в монокультуре были ниже и снижались с годами. Окисление почвы до ph 4,5 снижало урожаи только на 5%, тогда как окисление до ph 4,2 на 20%, а до ph 4,0 на 30% в сравнении с оптимальным значением ph при удобрении CaNPK. На всех полях получали значительные прибавки урожаев пшеницы в результате азотного удобрения, однако эти прибавки были меньше на полях с бобовой культурой и стойловым навозом, чем без этих органических удобрений. Значительная дифференциация урожаев на делянках удобряемых и неудобряемых фосфором наблюдалась только 30 лет спустя на полях без стойлового навоза и 40 лет спустя на полях со стойловым навозом, тогда как на полях со стойловым навозом эти разницы даже 60 лет спустя не превышали 15%. S. M ERCIK, W. S T Ę P IE tt YIELDING OF RYE, WHEAT AND POTATOES DEPENDING ON THE M ANY-YEAR FERTILIZATION AND CROP ROTATION. PART II. WHEAT Departm ent of A gricultural Chem istry A gricultural U niversity of W arsaw Summary In perm anent fertilizing experim ent carried out on an experim ental field at Skierniew ice w inter w heat w as cultivated since 1927 w ithin an arbitrary crop rotation w ithout farm yard m anure nor legum inous crops, since 1926 in the 5-field crop rotation including farm yard m anure and legum inous crops (as w heat forecrop) and since 1976 in m onoculture. M ineral fertilizers in a ll crop rotations w ere applied in accordance w ith the scheme: Ca, CaNPK, NPK, CaPK, CaPN, CaKN. Much higher m ean yields of w inter w heat (by 33%) cultivated in the 5-field crop rotation w ith farm yard m anure as w ell as in the first year after legum inous crops (as forecrop) w ere obtained. Soil on the field w ith w heat m onoculture w as m ore fertile than in the arbitrary crop rotation, -nevertheless, in spite of that, the

10 212 S. Mercik, W. Stępień w heat yields in m onoculture w ere low er and decreased w ith years. Soil acidification to ph 4.5 resulted only in the 5 percentual, to ph 4.2 in the 20 percentual and to ph 4.0 in the 30 percentual decrease of yields as compared w ith the optim um ph valu e at the CaNPK fertilization. On all fields considerable w heat yield increm ents in consequence of the nitrogen fertilization w ere obtained, nevertheless these increm ents w ere less on fields w ith legum inous crop and farm yard m anure than w ithout these organic fertilizers. A considerable differentiation of yields on plots fertilized and non fertilized w ith phosphorus w as observed only 30 years later on fields w ithout farm yard m anure and 40 years later on fields w ith farm yard manure. Considerable differences in yields on plots fertilized are non-fertilized w ith potassium occurred after 30 years on field s w ithout farm yard manure, w hereas on fields w ith farm yard m anure these differences, even after 60 years, did not exceed 15 /o. Prof. dr S. Mercik Praca wpłynęła do redakcji w grudniu 1987 r. Katedra Chemii Rolnej SGGW -AR w W arszawie W arszawa, Rakowiecka 26130