ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 528:

Transkrypt

1 ZESZYTY PROBLEOWE POSTĘPÓW NAU ROLNICZYCH 2008 z. 528: WPŁYW IRONAWODNIEŃ I NAWOŻENIA ORGANICZNEGO NA PRODUCJĘ DWULETNICH SADZONE BRZOZY BRODAWOWATEJ (Betuła verrucosa EHRH.) Z UDZIAŁE ZABIEGU ZOOELIORACJI Stanisław Rolbiecki', Roman Rolbiecki', Andrzej limek 2 1 atedra elioracji i Agrometeorologii, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. i J. Śniadeckich w Bydgoszczy 2 Zakład Agroturystyki i ształtowania rajobrazu, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. i J. Śniadeckich w Bydgoszczy Wstęp Brzoza brodawkowata (Betula verrucosa EHRH.) ze względu na właściwości ekologiczne i niewielkie wymagania siedliskowe odgrywa ważną rolę w zalesieniach [GORZELA (red.) 1999]. W szkółkach produkuje się przeważnie jednoroczne sadzonki tego gatunku. Niekiedy jednak uzasadniona jest również produkcja starszych, dobrze wyrośniętych sadzonek, zwłaszcza gdy mają one być przeznaczone na materiał sadzeniowy w szczególnie trudnych warunkach, np. na silnie zachwaszczających się glebach porolnych [ŁOSOWSA 1992]. Jednym z najważniejszych zabiegów melioracyjnych w szkółkach leśnych jest nawadnianie, wykonywane najczęściej przy użyciu deszczowni. Ostatnio poszukuje się bardziej energo- i wodooszczędnych metod nawadniania, które spełniałyby jednocześnie wymagania produkcji szkółkarskiej [JEZNACH, PIERZGALSI 1996; PIERZGALSI i in. 2002]. Warunkiem zachowania wysokiej produkcyjności gleb w szkółkach jest dostarczanie nawozów organicznych, np. w postaci kompostów [NISI 1992]. Celem badań było określenie wpływu mikronawodnień (mikrozraszania i nawadniania kroplowego) oraz nawożenia organicznego na cechy siły wzrostu dwuletnich sadzonek brzozy brodawkowatej oraz na występowanie roztoczy (Acari) glebowych po zabiegu zoomelioracji. ateriał i metody badań Ścisłe dwuletnie ( ) badania polowe przeprowadzono w szkółce leśnej Nadleśnictwa Bydgoszcz w Białych Błotach na glebie rdzawej właściwej wytworzonej z piasku luźnego. Doświadczenia założono metodą losowanych podbloków w dwuczynnrkowym układzie zależnym split-plot", w czterech replikacjach [BRUCHWALD 1997].

2 284 S. Rolbiecki, R. Rolbiecki, A. limek Pojedyncze poletko (F = 4 m 2 ) obejmowało 4 rzędy roślin o długości 4 m. Łączna liczba poletek w każdym z dwóch doświadczeń wynosiła 24 (3 X 2 x 4). Czynnikiem pierwszego rzędu było nawadnianie zastosowane w trzech następujących wariantach wodnych: O - bez nawadniania (kontrola), - nawadnianie kroplowe, - mikrozraszanie. Czynnik drugiego rzędu stanowiło nawożenie, zastosowane w dwóch wariantach: - nawożenie mineralne (standard stosowany w szkółkach leśnych), - nawożenie organiczne (kompost). Do nawodnień kroplowych używano linii kroplującej T-Tape" z emiterami kropel rozmieszczonymi co 20 cm. Do mikrozraszania stosowano mikrozraszacze Hadar". Terminy wykonywania nawodnień ustalano na podstawie Wytycznych nawadniania szkółek leśnych na powierzchniach otwartych" [PIERZGALSI i in. 2002]. Nawóz organiczny wyprodukowany na bazie osadów ściekowych (80%) i torfu wysokiego (20%) rozrzucono wczesną wiosną i przemieszano z wierzchnią warstwą gleby do głębokości 10 cm, przed założeniem ścisłych eksperymentów polowych (tj. odpowiednio w roku 2003 i 2004). Zabieg zoomelioracji - wykonywany przed wysiewem nasion - polegał na rozrzuceniu na powierzchni gleby 1 cm warstwy podściółki leśnej pozyskanej z boru świeżego i zmieszaniu jej z wierzchnią 2 cm warstwą gleby szkółki. Pomiary biometryczne (cechy siły wzrostu) siewek brzozy obejmowały wysokość siewek (cm) i średnicę pędu (mm). Pomiary te wykonywano jesienią roku 2004 (na roślinach z siewu wiosennego w roku 2003) oraz 2005 (na siewkach z nasion wysianych w r. 2004). Wycinki gleby do badań akarologicznych pobierano dwa razy w roku (w maju i październiku) z każdego poletka z 17 cm 2 x 3 cm głębokości w 3 powtórzeniach. Roztocze wypłaszano metodą Tullgrena, a następnie konserwowano i preparowano. Do gatunku lub rodzaju oznaczono saprofagiczne mechowce (Ońbatida), łącznie ze stadiami młodocianymi. Otrzymane wyniki opracowano statystycznie, odpowiednio dla układu doświadczenia. Obliczenia statystyczne wykonano komputerowo bazując na pakiecie ANW i ANS, wykorzystując test Fishera-Snedecora w celu stwierdzenia istotności działania czynników doświadczenia oraz test Tukey'a dla porównania otrzymanych różnic [BRUCHWALD 1997]. Tabela 1; Table 1 Warunki meteorologiczne i dawki nawodnieniowe w sezonie wegetacyjnym (IV-IX) eteorological data and irrigation water rates during the vegetation season (IV-IX) Lata badań Years of study Opady (mm) Rainfall (mm) Temperatura (C) Dawki wody (mm); Water rates (mm) Temperature (C) , , , ,5 nawadnianie kroplowe; drip-irrigated plots mikrozraszanie; microjet-sprinkled plots Średnia temperatura powietrza w okresie wegetacji (IV-IX) w latach kształtowała się poniżej normy wieloletniej i wyniosła 13,8 C (tab. 1).

3 WPŁYW IRONAWODNIEŃ I NAWOŻENIA ORGANICZNEGO Pierwszy rok badań charakteryzował się niższą temperaturą (13,4 C) i niższymi od średnich z wielolecia opadami (244 mm, tj. 87% normy). Drugi rok badań był cieplejszy (temperatura powietrza 14,2 C) i suchszy (opady 203 mm, czyli 73%). Zależnie od opadów kształtowały się sezonowe dawki nawodnieniowe wynosząc, średnio dla okresu badań, 65 mm w nawadnianiu kroplowym i 87 mm w mikrozraszaniu. Większe ilości wody zastosowano w roku 2005 (79 mm w nawadnianiu kroplowym i 105 mm w mikrozraszaniu), mniejsze natomiast w roku 2004 (odpowiednio: 51 i 70 mm). Wyniki i dyskusja Zastosowanie mikronawodnień zwiększyło istotnie wzrost dwuletnich siewek brzozy (tab. 2). Średnio w okresie wysokość nawadnianych roślin wyniosła 150,3 cm w nawadnianiu kroplowym i 152,8 cm przy mikrozraszaniu i była wyższa w porównaniu do obiektu kontrolnego o ponad 20%. Nie stwierdzono istotnych różnic we wzroście brzozy pomiędzy siewkami nawadnianymi linią kroplującą a mikrozraszaczami. Tabela 2; Table 2 Wpływ nawadniania i nawożenia organicznego na wzrost dwuletnich siewek brzozy brodawkowatej (cm) Effect of irrigation and organic fertilization on the two-year old verrucose birch seedling height (cm) Nawadnianie Irrigation O O - NIR ftn5 LSD 005 Nawożenie Lata badań; Studied years Fertilization ^ 119,7 119,4 152^ 128,4 148,7 126,7 197,4 120,7 139,4 147,2 203,7 Wpływ nawadniania (I); Effect of irrigation (I) - 112,5 138,6 134,0 135,8 162,1 171,5 Wpryw nawożenia (II); Effect of fertilization (11) 118,1 138,6 (I) 9,835 (II) 10,635 (I) x (II) 17,374 (II) x (I) 18, ,5 184,4 (I) 24,054 (II) 12,021 (I) x (II) 26,868 (II) x (I) 20,821 Średnio ean 112,3 135,9 127,5 173,1 130,1 175,5 124, ,8 123,3 161,5 (I) 12,574 (II) 6,781 (I) x (II) 15,102 (II) x (I) 11,744 O,, odpowiednio: bez nawadniania (poletka kontrolne), nawadnianie kroplowe i mikrozraszanie; without irrigation (control plots), drip-irrigated plots and microjet-sprinkled plots, respectively N odpowiednio: bez nawożenia organicznego i z nawożeniem organicznym (kompostem); without organie fertilization and with organie fertilization (compost), respectively

4 286 S. Rolbiecki, R. Rolbiecki, A. limek Zastosowanie nawozu organicznego, niezależnie od nawadniania, istotnie zwiększało wysokość dwuletnich siewek brzozy. Stwierdzono współdziałanie nawadniania i nawożenia organicznego w kształtowaniu wysokości siewek brzozy. Nawożone nawozem organicznym rośliny uprawiane w warunkach nawadniania były istotnie wyższe. Nawadnianie istotnie zwiększyło średnicę siewek brzozy (tab. 3). Rośliny nawadniane przy użyciu mikrozraszaczy cechowały się istotnie większą średnicą pędu w porównaniu do nawadnianych systemem kroplowym. Tabela 3; Table 3 Wpływ nawadniania i nawożenia organicznego na średnicę dwuletnich siewek brzozy brodawkowatej (mm) Effect of irrigation and organic fertilization on the two-year old verrucose birch seedling diameter (mm) Nawadnianie Irrigation O O : NIRo.0, LSDo.05 Nawożenie Fertilization 9,6 Lata badań Studied years ,6 16,0 15,9-9,9 12, ,7 Wpfyw nawadniania (I); Effect of irrigation (I) 10,9 12,4 15, ^ 15,0 Wpfyw nawożenia (II); Effect of fertilization (II) ,9 (I) 3353 (II) r.n.; n.s. (I) x (II) r.n.; n.s. (II) x (I) r.n.; n.s. Objaśnienia - jak pod tab. 2; Explanations - see Table 2 r.n.; n.s. różnice nieistotne; differences not significant 14,9 (I) 1,213 (II) 1327 (I) x (II) 2,163 (II) x (I) 2299 Średnio ean 9, ,7 16,3 12,8 15,5 11,9 14,4 (I) 1,725 (II) 0,749 (I) x (II) 1,932 (II) x (I) 1,297 Nawożenie organiczne, średnio w okresie badań, zwiększyło istotnie średnicę pędu siewek. Wystąpiła istotna interakcja nawadniania i nawożenia organicznego w kształtowaniu średnicy siewek. Nawożenie organiczne w warunkach nawadniania zwiększało średnicę siewek. Uzyskane wyniki własne znajdują potwierdzenie we wcześniejszych ustaleniach innych autorów piszących o nawadnianiu szkółek leśnych [CDONALD 1984;

5 WPŁYW IRONAWODNIEŃ I NAWOŻENIA ORGANICZNEGO TRIPEPEI i in. 1991; BABIŃSI, BIAŁIEWICZ 1992; PIERZGALSI i in. 2002]. Pozytywne rezultaty prowadzenia mikronawodnień w produkcji dwuletnich sadzonek brzozy w szkółce leśnej potwierdzają także wyniki uzyskane we wcześniejszych doświadczeniach z zastosowaniem mikronawodnień w produkcji jednorocznych sadzonek brzozy brodawkowatej [ROLBIECI i in. 2005]. W glebach starszych szkółek obserwuje się zmniejszenie różnorodności biologicznej, m.in. grzybów ektomikoryzowych [ALESANDROWICZ-TRZCIŃSA 2004]. Jest to wiązane z nadmierną alkalizacją gleby, nawożeniem, stosowaniem pestycydów i mechaniczną uprawą. Zasadnym wydaje się więc, przynajmniej raz na kilka lat, zaszczepianie gleb szkółek edafonem pochodzącym z gleby leśnej. Zabieg ten, określany mianem zoomelioracji, powinien poprawić warunki produkcji szkółkarskiej, przez zapewnienie większej równowagi biologicznej w glebie. Tabela 4; Table 4 Zagęszczenie roztoczy (N w rys. osobn.-nr 2 ) oraz liczba gatunków (S) ; średnia liczba gatunków w próbce ('s) i wskaźnik różnorodności gatunkowej Shannona (H) dla zgrupowań Oribatida w różnych systemach nawadniania i nawożenia Abundance (N in 1000 individuals-nr 2 ) of mites, number of Oribatida species (S), average number of species (s) and Shannon index (H) under different irrigation and fertilization systems Wskaźnik - grupa roztoczy Index - group of mites N - Acari N - Oribatida S - Oribatida s Oribatida H - Oribatida Powierzchnia Plot O O 5,38 3, ,31 4,99 3, ,4 1,03 8,57* 5,97* 18 2,2* 1,44 7,95* 5, ,3* 1,60 11,98* 7,94* 19 3,1* 1,70 11,40* Objaśnienia - jak pod tab. 2; Explanations - see Table 2 * istotność różnic między stanowiskiem O a pozostałymi stanowiskami, p = 0,05; significant differences between plot O and a certain plot at p = 0.05 W różnych wariantach doświadczenia, po zabiegu zoomelioracji, badano stan akarofauny glebowej. Roztocze, a szczególnie saprofagiczne mechowce, uważane są za dobre bioindykatory stopnia rozkładu i biologicznych właściwości próchnic leśnych [SENICZA 1979]. Ponadto mogą wpływać na występowanie ważnych dla roślin drzewiastych grzybów symbiotycznych. Wiadomo, że mechowce żywią się niektórymi grzybami ektomikoryzowymi [SCHNEIDER i in. 2005], przyczyniając się do ich rozprzestrzeniania i stymulacji wzrostu. Zagęszczenie roztoczy w badanych wariantach doświadczenia wahało się od 4,99 do 11,98 tys. osobn.-nr 2 (tab. 4). Niskie i wyrównane zagęszczenie tych stawonogów odnotowano na stanowiskach kontrolnych. Obydwa systemy nawodnień korzystnie wpłynęły na zagęszczenie roztoczy, szczególnie mikrozraszanie, które sprawiło ponaddwukrotny wzrost ich zagęszczenia. Na ogólną liczebność roztoczy w głównej mierze rzutowały mechowce. W badanych wariantach doświadczenia stwierdzono występowanie od 10 do 21 gatunków Oribatida; wyraźnie większą różnorodność gatunkową odnotowano na stanowiskach nawadnianych. ikrozraszanie w większym stopniu 7,49* 21 3,1* 1.55

6 288 S. Rolbiecki, R. Rolbiecki, A. limek pozytywnie wpływało na wskaźniki różnorodności gatunkowej niż nawadnianie kroplowe. Nie stwierdzono natomiast wpływu nawożenia organicznego na Zagęszczenie i różnorodność gatunkową tych roztoczy. Wnioski 1. Badane systemy mikronawodnień istotnie zwiększały wysokość i średnicę dwuletnich siewek brzozy brodawkowatej. Nie stwierdzono istotnych różnic we wzroście siewek nawadnianych różnymi systemami. Siewki brzozy uprawiane w warunkach mikrozraszania cechowały się istotnie większą średnicą pędu w porównaniu z nawadnianymi kroplowo. 2. Zastosowanie nawozu organicznego przyczyniło się do istotnego wzrostu wysokości i średnicy siewek. 3. Stwierdzono istotną interakcję nawadniania i nawożenia organicznego. Na obiektach nawadnianych i nawożonych nawozem organicznym siewki brzozy były wyższe i cechowały się większą średnicą pędu. 4. Badane systemy nawodnień, a szczególnie mikrozraszanie, istotnie wpłynęły na wzrost zagęszczenia roztoczy i różnorodność gatunkową saprofagicznych mechowców. 5. Pozytywny efekt zastosowanych w doświadczeniu zabiegów melioracyjnych wskazuje na realną możliwość ich szerszego wykorzystania w produkcji szkółkarskiej, co może być szczególnie istotne w świetle konieczności zalesień nieefektywnych gruntów rolnych. Podziękowanie Autorzy dziękują pracownikom Nadleśnictwa Bydgoszcz za umożliwienie przeprowadzenia badań i cenną pomoc w trakcie realizacji doświadczenia oraz Firmie,yAgromis" - Rafał Piasecki z Łochowa k. Bydgoszczy za przygotowanie kompostu zastosowanego w doświadczeniu. Literatura ALESANDROWICZ-TRZCIŃSA olonizacja mikoryzowa i wzrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w uprawie założonej z sadzonek w różnym stopniu zmikoryzowanych. Acta Sci. Pol. Silv. Colendar. Rat. Ind. Lignar. 3: BABIŃSI S., BIAŁIEWICZ F Deszczowanie szkółek, w: Szkótkarstwo leśne. Praca zbiór, pod red. R. Sobczaka, Wyd. Świat, rozdz. VIII: BRUCHWALD A Statystyka matematyczna dla leśników. Wyd. SGGW, Warszawa: 255 ss. GORZELA A. (red.) Zalesianie terenów porolnych. Instytut Badawczy Leśnictwa, Warszawa: 174 ss.

7 WPŁYW IRONAWODNIEŃ I NAWOŻENIA ORGANICZNEGO JEZNACH J., PIERZGALSI E Przyrodnicze i techniczne trendy rozwoju mikronawodnień. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 438: ŁOSOWSA A Produkcja sadzonek na powierzchni otwartej, w: Szkółkarstwo leśne. Praca zbiór, pod red. R. Sobczaka, Wyd. Świat, Rozdz. IV: CDONALD S.E Irrigation in forest-tree nurseries: monitoring and effects on seedling growth. Chapter 12, w: Forest nursery manual. Duryea.L., Landis T.D. - red. Oregon State Univ., Corvallis: NISI A Nawożenie organiczne, w: Szkółkarstwo leśne. Praca zbiór, pod red. R. Sobczaka, Wyd. Świat, rozdz. III(l): PIERZGALSI E., TYSZA J., BOCZOŃ A., WIŚNIEWSI S., JEZNACH J., ŻAOWICZ S Wytyczne nawadniania szkółek leśnych na powierzchniach otwartych. Dyrekcja Generalna Lasów Państwowych, Warszawa: 63 ss. ROLBIECI ST., ROLBIECI R., LIE A Wpływ mikronawodnień i nawożenia organicznego na produkcję jednorocznych sadzonek brzozy brodawkowatej (Betula verrucosa Ehrh.) z udziałem zabiegu zoomelioracji. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 506: SCHNEIDER., RENER C, ARAUN Oribatid mite (Acari, Oribatida) feeding on ectomycorrhizal fungi. ycorrhiza 16: SENICZA S Fauna mechowców (Acari, Oribatei) jako indykator biologicznych właściwości próchnic leśnych. Pr. om. Nauk. PTG V/37: TRIPEPEI R.R., GEORGE.W, DUROESE R.., WENNY D.L Birch seedling response to irrigation frequency and a hydrophilic polymer amendment in a container medium. J. Environ. Hort. 9: Słowa kluczowe: brzoza brodawkowata, nawadnianie kroplowe, mikrozraszanie, nawożenie organiczne, osady ściekowe, zoomelioracja, Acari, Oribatida Streszczenie Określono wpływ mikronawodnień (mikrozraszania i nawadniania kroplowego) oraz nawożenia organicznego (kompost wyprodukowany na bazie osadów ściekowych) na cechy siły wzrostu dwuletnich sadzonek brzozy brodawkowatej (Betula verrucosa EHRH.) produkowanych z udziałem zabiegu zoomelioracji. Ścisłe dwuletnie ( ) badania polowe przeprowadzono w szkółce leśnej Nadleśnictwa Bydgoszcz w Białych Błotach na glebie rdzawej wytworzonej z piasku luźnego. Czynnikiem pierwszego rzędu było nawadnianie zastosowane w trzech wariantach wodnych: bez nawadniania (kontrola), nawadnianie kroplowe, mikrozraszanie. Czynnik drugiego rzędu stanowiło nawożenie, zastosowane w dwóch wariantach: nawożenie mineralne (standard stosowany w szkółkach leśnych), nawożenie organiczne (kompost). Badane systemy nawodnieniowe istotnie zwiększyły wysokość i średnicę siewek brzozy brodawkowatej. Siewki brzozy uprawiane w warunkach mikrozraszania cechowały się większą średnicą pędu od nawadnia-

8 290 S. Rolbiecki, R. Rolbiecki, A. limek nych kroplowo. Zastosowanie kompostu przyczyniło się do istotnego wzrostu wysokości i średnicy siewek. Zaistniała istotna interakcja nawadniania i nawożenia kompostem. Nawadniane siewki brzozy nawożone kompostem były wyższe i cechowały się większą średnicą pędu. Badane systemy nawodnień, szczególnie mikrozraszanie, istotnie wpłynęły na wzrost zagęszczenia roztoczy i różnorodność gatunkową saprofagicznych mechowców. Pozytywny efekt zastosowanych w doświadczeniu zabiegów melioracyjnych, może wskazywać na możliwość ich szerszego wykorzystania w produkcji szkółkarskiej, co jest szczególnie istotne w świetle zalesień nieefektywnych gruntów rolnych. EFFECT OF ICROIRRIGATION AND ORGANIC FERTILIZATION ON THE TWO-YEAR OLD SEEDLING PRODUCTION OF VERRUCOSE BIRCH (Betula verrucosa EHRH.) WITH THE APPLCATION OF ZOO-ELIORATION TREATENT Stanisław Rolbiecki', Roman Rolbiecki', Andrzej limek 2 1 Department of Land Reclamation and Agrometeorology, University of Technology and Life Sciences, Bydgoszcz 2 Division of Agrotourism and Landscape Shaping, University of Technology and Life Sciences, Bydgoszcz ey words: verrucose birch, drip irrigation, microjet sprinkling, organic fertilization, sewage sludge, zoo-melioration, Acari, Oribatida Summary The study determined the influence of microirrigation (microjet sprinkling and drip irrigation) and organic fertilization (compost prepared on the base of sewage sludge) on growing vigour of two-year old verrucose birch (Betula verrucosa EHRH.) seedlings produced with the use of zoo-melioration. Two-year ( ) field experiments were carried out in the forest nursery at Białe Błota, Forest Inspectorate of Bydgoszcz. The investigations were conducted on brown podzolic soil formed from loose sandy soil. The first order factor was the irrigation the applied in three treatments: without irrigation (control), drip irrigation, microjet sprinkling. The second order factor was fertilization, applied in two variants: mineral fertilization (standard applied in forest nurseries), organic fertilization (compost). The studied irrigation systems significantly increased the height and the diameter of verrucose birch seedlings. The seedlings grown under microjet sprinkling conditions were characterized by significantly higher diameter than those under drip irrigation. Fertilization of the seedlings with compost significantly increased the height and diameter of seedlings. Significant interaction of irrigation and organic fertilization was observed. Irrigated verrucose birch seedlings grown on plots fertilized with compost were characterized by an increased height and diameter. The studied irrigation systems, especially microjet sprinkling, significantly increased the density of Acari and the diversity of the number of saprophage oribatid mites. Positive results of the applied amelioration

9 WPŁYW IRONAWODNIEŃ I NAWOŻENIA ORGANICZNEGO measures in the experiment suggest a possibility of their wider use in the production of forest nurseries which is especially important in view of aforestation of ineffective agricultural areas. Dr hab. inż. Stanisław Rolbiecki, prof. UTP atedra elioracji i Agrometeorologii Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. i J. Śniadeckich ul. Bernardyńska BYDGOSZCZ rolbs@utp.edu.pl