ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE T. X L N R 1 S. 155-163 W ARSZAW A 1989 EDW ARD KRZYWY, ELŻBIETA WENGLIKOWSKA, JAN KRUPA WPŁYW WIELOLETNIEGO NAWOŻENIA NA ZAWARTOŚĆ N-OGÖLEM W GLEBIE LEKKIEJ I PLONOWANIE ROŚLIN Katedra Chemii Rolnej Akadem ii Rolniczej w Szczecinie WSTĘP W wieloletnich doświadczeniach polowych prowadzonych zarówno w kraju [2, 5 ], jak i za granicą [6, 8] wykazano, że stosowanie mineralnych nawozów azotowych nie wpływa istotnie na wzrost zawartości N-ogółem w glebie. Stwierdzany przez niektórych autorów [2-4] wzrost zawartości N-ogółem w glebie pod wpływem nawożenia azotowego odnosi się do obiektów kontrolnych (bez nawożenia azotem), a nie do zawartości azotu ogółem, jaką charakteryzowała się gleba podczas zakładania doświadczenia. Ponieważ wyłączne nawożenie mineralne (z różnym nasileniem w zależności od dawki i formy stosowanych nawozów azotowych oraz okresu trwania doświadczenia) prowadzi do obniżenia zawartości N-ogółem w glebie, powstaje pytanie jak mineralne nawozy azotowe wpływają na zawartość N-ogółem w glebie, gdy się stosuje je na tle obornika lub wapna. W ARUNKI DOŚW IADCZENIA I METODY BAD AŃ Badania przeprowadzono w ramach trwałego doświadczenia polowego, założonego w 1964 r. w RZD Lipki na glebie brunatnej kwaśnej, wytworzonej z piasku gliniastego lekkiego zwałowego, zalegającego średnio głęboko (70-75 cm) na glinie zwałowej lekkiej, silnie spłaszczonej, klasy użytkowej IVa, zaliczanej do kompleksu żytniego dobrego. Doświadczenie założono metodą podbloków losowych w 5 powtórzeniach. W 1979 r. jesienią wszystkie poletka podzielono na dwie części. Jedna część pozostała bez zmian, a na drugiej zastosowano wapno. Wielkość poletek do zbioru po podzieleniu wynosi 14 m2.
156 E. Krzywy i inni W doświadczeniu porównuje się 3-polowy płodozmian z ziemniakami, owsem i żytem z 4-polowym płodozmianem z ziemniakami, owsem, łubinem na nasiona i żytem. Każdego roku uprawia się wszystkie rośliny płodozmianów. Schemat doświadczenia obejmuje obiekty I czynnika nawożenia organicznego: bez obornika, obornik; obiekty II czynnika nawożenia : O, NK, NP, NPK; obiekty III czynnika: bez CaC03 i z CaC03. Obornik stosuje się co roku jesienią w dawce 30 t/ha, nawożenie mineralne na 1 ha w ilościach N 150 kg (w saletrze amonowej), P 33 kg (w superfosfacie 46%) i К 149 kg (w 40 lub 60% soli potasowej), węglan wapnia zaś jesienią pod wszystkie rośliny. W latach 1980-1982 zastosowano łącznie 4 t CaC03 na 1 ha. Pod żyto nawozy fosforowe i potasowe oraz 1/3 dawki azotowych stosuje się przedsiewnie, a 2/3 dawki nawozów azotowych wiosną pogłównie; pod owies i łubin całość nawozów fosforowych, potasowych i azotowych przedsiewnie, a pod ziemniaki przed sadzeniem. W omawianym doświadczeniu w 1982 r. po zbiorach wszystkich roślin obu płodozmianów pobrano z każdego poletka, z głębokości 0-2 0 cm, średnie próbki gleby, w których oznaczono zawartość azotu ogółem metodą Kjeldahla. Obliczenie statystyczne wykonano za pomocą analizy wariancji, a istotność różnic oceniono testem qsnk [1]. Plony roślin podano z 1982 r., czyli z tego samego roku, w którym pobrano próbki gleby. Nie podano plonów nasion łubinu ze względu na awarię kombajnu poletkowego. OMÓWIENIE WYNIKÖW I D YSK USJA Otrzymane z doświadczenia wyniki, dotyczące zawartości N-ogółem w glebie, przedstawiają się inaczej, gdy porównamy je z obiektem 0й (bez nawożenia w ogóle), inaczej zaś, jeżeli porównamy je z wyjściową zawartością N-ogółem w glebie podczas zakładania doświadczenia. W porównaniu z obiektem 0 (tab. 1-4) stwierdzono, że nawożenie mineralne średnio w 57% badanych przypadków istotnie wpłynęło na wzrost zawartości N-ogółem w glebie. W 1982 r. pod wpływem nawożenia nie stwierdzono istotnego zwiększenia plonów roślin. Wapnowanie na tle nawożenia w porówaniu z wyłącznym nawożeniem mineralnym nie wpłynęło istotnie na wzrost zawartości N-ogółem w glebie. Wapnowanie natomiast istotnie zwiększało plony wszystkich uprawianych roślin. Obornik w porównaniu z obiektem 0 spowodował istotny wzrost zawartości N-ogółem w glebie i istotne zwiększenie plonów wszystkich badanych roślin.
W ieloletnie nawożenie a zawartość N w glebie 157 T ab ela 1 Wpływ nawożenia na zawartość N ogółem (m g/l00 g gleby). Średnie z oznaczeń gleby pobranej po zbiorach roślin z 3- i 4-polowego płodozmianu Fertilization effect on the content of total N (mg/100 g of soil). Means for determinations of soil samples taken after the hervest of crops cultivated in the 3- and 4-field crop rotation Obiekty bez nawożenia Treatments of no mineral NK NP NPK NIR 0,05 dla nawożenia LSD 0.05 for mineral О Ca Obornik Farmyard manure Obom ik+ca Farmyard manure + Ca 52,66 52,80 74,76 75,08 Zwyżki lub obniżki spowodowane nawożeniem mineralnym Increments or decrements caused by the mineral + 2,08 + 3,90 +4,30 + 3,34 +2,52 +2,71 +0,19 + 1.42 + 1.85 2,30 2,42 - - Zawartość N ogółem w glebie podczas zakładania doświadczenia wynosiła 59,0 mg N total content in soil at establishment of the experiment amounted to 59.0 mg +0,27-0,0 1 +0,09 Nawożenie mineralne na tle obornika w porównaniu z samym obornikiem wpłynęło w 43% badanych przypadków na istotny wzrost zawartości N-ogółem w glebie i w 29% na istotne jego obniżenie, natomiast w 33% badanych przypadków spowodowało istotne zwiększenie plonów roślin, a w 17% ich istotne zmniejszenie. Wapnowanie na tle obornika i nawożenia w porównaniu z obornikiem i nawożeniem mineralnym w 29% badanych przypadków wpłynęło istotnie na obniżenie zawartości N-ogółem w glebie, a nie wpłynęło istotnie na plonowanie roślin. W obiekcie 0 (bez nawożenia) po zbiorze ziemniaków, owsa i żyta z 4-polowego płodozmianu stwierdzono średnio o 3,80 mg na 100 g gleby więcej N-ogółem w glebie niż po zbiorze tych samych roślin z 3-polowego płodozmianu. Najwięcej N-ogółem w glebie było po zbiorze owsa w 4-polowym płodozmianie, a po zbiorze łubinu nie stwierdzono wzrostu zawartości N-ogółem w glebie. Średnie plony suchej masy bulw ziemniaków, ziarna owsa i ziarna żyta z 4-polowego płodozmianu były mniejsze o 0,43 t/ha niż średnie plony suchej masy tych samych roślin z 3-polowego płodozmianu. W porównaniu z zawartością N-ogółem w glebie podczas zakładania doświadczenia (59 mg) stwierdzono w obiektach 0 i NPK obniżenie, a w obiektach z obornikiem wzrost zawartości N-ogółem w glebie. Na-
j T abela 2 Rośliny Crops Łubin Lupine Rodzaj płodozmianu (3- lub 4-polowy) 3-or 4-field crop rotation Zawartość N ogółem w obiektach bez nawożenia N total content in treatments of no Wpływ nawożenia na zawartość N ogółem (mg''100 g gleby) Effect of on the N total content (mg,/100 g of soil) j i i! nawożeniem mineralnyma! by mineral j 4 53,20 4-3,30* 1 1 Zwyżki lub obniżki spowodowane Increments or decrements caused! j 1 nawożeniem i mineralnyma obornikiem na tle obornika by farmyard by mineral manure wapnem na tie nawożenia by liming against j the background of mineral j against the back- 1ground of farmyard manure i wapnem na tie obornika i nawożenia by liming against the background of farmyard manure and mineral -1,4 4 + 26,20* -2,4 6 * + 0,07 Żyto 4 i 53,20 j +1,40 1 +0,47 J + 26,60* + 0,94-0,2 4 Rye 3 ii 49,70 +1,87 1 +0,12 1 +19,70* + 3,05* -1,2 9 Ziemniaki 4 52,98 + 3,36* j -1,7 6 1 +24,58* + 2,81* -3,01* Potatoes 3 52,46 + 5,33*! -0,3 9 1 +12.92* + 9,99* + 0,64 j j Owies! 4 57,26 +0,65-0,0 5 + 14,39* Î - 1,7 6 + 2,95 Oats 1 3 49,84 +8,07* -0,7 9 + 30,30*! -4,4 8 * -4,1 4 * a Zwyżki lub obniżki spowodowane nawożeniem mineralnym stanowią średnie z obiektów NK, NP i NPK Increments or decrements caused by mineral constitute means for NK, NP and NPK treatments * Istotność przy poziomie 5% Significant at the level of 5%
W ieloletnie naw ożenie a zaw artość N w glebie 159 Wpływ nawożenia na plony suchej masy roślin (t/ha). Średnie plony suchej masy roślin z 3- i 4-polowego płodozmianua Fertilization effect on yields of dry matter (t/ha) of crops cultivated in 3- and 4-field crop rotation Obiekty bez nawożenia Treatments of no mineral О Ca Obornik j Farmyard manure T abela 3 Obornik + Ca Farmyard manure + Ca 1,60 j 2,12 j 4,02 4,06 Zwyżki lub obniżki spowodowane nawożeniem mineralnym Increments of decrements caused by the mineral j NK ' NP NPK -0.2 5 +0,87 + 0,17 j +0,72 + 0,24 I +1,06 ; N1R 0,05 dla nawożenia LSD 0.05 for mineral 0,41 0,48 I j il Bez plonów nasion łubinu j Without lupine seed yields -0,1 5-0,0 8 + 0,01-0,0 4 + 0,01-0,3 3 wożenie mineralne NPK na tle obornika minimalnie przyczyniło się do wzrostu zawartości omawianego składnika. Natomiast 3-letnie wapnowanie, zastosowane pod koniec 19-letniego okresu prowadzenia doświadczenia, we wszystkich przedstawionych obiektach nie wpłynęło na zawartość N-ogółem w glebie. Wprowadzona z obornikiem duża masa materii organicznej przyczyniła się do wzrostu ilości i aktywności mikroflory glebowej. Stąd azot obornika w tym czasie podlegał w glebie soipcji i mineralizacji, a przy systematycznym corocznym jego stosowaniu powyższe procesy prawdopodobnie nakładały się na siebie (działanie bezpośrednie i następcze), ograniczając znacznie straty azotu z gleby w porównaniu z obiektami z wyłącznym nawożeniem mineralnym, gdzie nie wprowadzono do gleby materii organicznej. Podobne wyniki dotyczące wpływu nawożenia NPK czy obornika na zawartość N-ogółem w glebie otrzymali i inni [2, 5, 7]. W niniejszej pracy na szczególną uwagę zasługuje wpływ łącznego nawożenia obornikiem i nawozami mineralnymi NPK na zawartość N-ogółem w glebie. Okazało isię, że coroczne stosowanie na 1 ha 150 kg N w saletrze amonowej na tle 30 t/ha obornika nie przyczyniło się do dalszego istotnego wzrostu N-ogółem w glebie, pomimo tak dużej masy materii organicznej, jaką każdego roku wprowadzano. Uzyskane wyniki wskazują, że nawet przy dużej zawartości materii
T abela 4 Wpływ nawożenia na plony suchej masy roślin (t/ha) Fertilization effect on dry matter yields of crops (t/ha) Zwyżki lub obniżki spowodowane increments or decrements caused Rośliny Crops Rodzaj płodozmianu (3- lub 4-polowy) 3-or 4-field crop rotation Plon w obiektach bez nawożenia Yield in the no treatments nawożeniem mineralnyma by mineral wapnem na tle nawożenia by liming against the background of mineral obornikiem farmyard manure nawożeniem mineralnym» na tle obornika by mineral against the background of farmyard manure wapnem na tle obornika i nawożenia by liming against the background of farmyard manure and mineral Żyto (ziarno) 4 1,64 +0,94* +2,01* +2,09* +0,97* 0,00 Rye (grain) 3 1,89-0,1 2 + 1,85* + 1,78* +0,88* - 0,4 8 Ziemniaki (kłęby) 4 1,32-0,2 3 +0,72* + 3,31* - 0,3 2 +0,29 Potatoes (tubers) 3 1,50-0,0 3 + 1,17* + 3,05* -0,5 3-0,1 4 Owies (ziarno) 4 1,18-0,1 1 +0,77* + 2,99* -1,0 9 * + 0,18 Oats (grain) 3 2,03 +0,08 +0,79* + 1,33* - 0,3 6 +0,30 a Zwyżki lub obniżki spowodowane nawożeniem mineralnym stanowią średnie z obiektów NK, NP i NPK Increments or decrements caused by mineral constitute means for the NK, NP and NPK treatments * Istotność przy poziomie 5% Significant at the level of 5%
W ieloletnie naw ożenie a zaw artość N w glebie 161 organicznej, charakterystyczny dla danej gleby stosunek С : N zmienia się tylko w bardzo wąskim przedziale. Na ścisłą zależność między działaniem azotu a zawartością węgla w glebie zwraca również uwagę Rehbein [7], który podkreśla, że w y dajność nawozu azotowego zależy głównie od tego, w jakim.stopniu zachodzi odtwarzanie próchnicy w płodozmianie. WNIOSKI W dziewiętnastym roku trwania doświadczenia stwierdzono, co następuje: 1. W obiekcie 0 (bez nawożenia) odnotowano niższą o 10,7 /o zawartość N-ogółem w glebie w stosunku do zawartości wyjściowej oraz o 10,1% mniejsze plony suchej masy roślin niż w początkowym roku trwania doświadczenia. 2. Wyłączne nawożenie mineralne NPK zwiększyło zawartość N-ogółem w glebie o 8,2 /a i plon suchej masy roślin o 15,8% w stosunku do obiektu 0, a obniżyło zawartość N-ogółem w glebie o 3,5% w stosunku do zawartości wyjściowej. 3. Trzyletnie wapnowanie na tle nawożenia NPK, w porównaniu z nawożeniem mineralnym NPK bez wapna, wpłynęło na obniżenie zawartości N-ogółem w glebie o 2,5% przy jednoczesnym zwiększeniu plonów roślin o 72,8%. 4. Obornik spowodował istotny wzrost (o 42,0%) zawartości N-ogółem w glebie i istotnie zwiększył plony suchej masy roślin (o 151%) w porównaniu z obiektem 0. Natomiast w stosunku do zawartości wyjściowej azotu obornik spowodował zwiększenie plonu o 26,7%. 5. Nawożenie mineralne NPK stosowane na tle obornika w porównaniu z samym obornikiem spowodowało wzrost zawartości N-ogółem w glebie tylko o 2,5% i nie wpłynęło na plonowanie roślin. 6. Na wzrost zawartości azotu w glebie przy równoczesnym zachowaniu charakterystycznego dla danej gleby stosunku С : N można wpłynąć tylko przez zwiększenie zawartości materii organicznej. LITERATURA [1] Elandt R. Statystyka m atem atyczna w zastosow aniu do dośw iadczalnictw a rolniczego. PWN, W arszawa 1964 s. 197-199. [2] Gawrońska-Kulesza A., Lenart S. W pływ w ieloletniego naw ożenia organicznego i m ineralnego stosowanego w zm ianowaniu 3- i 4-polow ym na niektóre w łaściw ości chem iczne i strukturę gleby. Mat. konf. nauk. Nawozy organiczne, Szczecin 1984 z. 2 s. 167-175. [3] Kuszelewski L., Łabętowicz J. W pływ obornika na plony roślin i w łaściw ości gleby w warunkach w zrastającego poziom u naw ożenia m ineralnego w św ietle trw ałych doświadczeń. Mat. konf. nauk.,,n aw ozy organiczne, Szczecin 1984 z. 2 s. 53-59. 11 R oczniki G leboznaw cze 1/89
E. K rzyw y i inni [4] S z a g a ł a J., Wróbel Z.. Mazur T. W spółdziałanie naw ozów organicznych i m ineralnych w zm ianow aniu na niektóre w łaściw ości gleby. Mat. konf. nauk. Nawozy organiczne, Szczecin 1984 z. 2 s. 21-27. [5] Mercik S. W pływ w ieloletniego naw ożenia m ineralnego i organicznego na zaw artość azotu i substancji organicznej w glebie. Rocz. Glebozn. 1962 12 s. 281-300. [6] Rauhe K., Lehne J. B etrachtungen zu den E rgebnissen des D auerdüngungsversuches Ewiger R oggenbau in H alle im H inblick auf die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. A. Thaer A rchiv 1966 10 s. 3-33. [7] Rehbein G. W irkung der G-ülledüngung auf den Pflanzenertrag und den H um usgehalt des Bodens. Mat. konf. nauk. Nawozy organiczne, Szczecin 1984 z. 2 s. 227-240. [8] Stumpe H., Kolbe G. Die W irkung von Stallm ist- und M ineraldüngung auf Pflanzenertrag und B odeneigenschaften. A lbert-thaer-a rchiv 1968 12 z. 1 s. 79-96. Э. КШИВЫ, Э. ВЕНГЛИКОВСКА, Я. КРУПА ВЛИЯНИЕ МНОГОЛЕТНЕГО УДОБРЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО N В ПОЧВЕ ЛЕГКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА И НА УРОЖАЙНОСТЬ РАСТЕНИЙ Кафедра агрохимии Сельскохозяйственной академии в Щецине Р езю м е В 1982 г. т.е. на 19-том году удобрительного опыта проводимого в сельскохозяйственной опытной станции Липки, определяли содержание общего N в почве. В сравнении с содержанием общего N при закладке опыта установлено его снижение в вариантах отсутствия удобрения и удобрения NPK, а существенное повышение в вариантах со стойловым навозом. Минеральное удобрение NPK примененное на фоне стойлового навоза, равно как и известкование на фоне стойлового навоза, не дифференцировали содержания общего N в почве. Установленные количества общего N в почве в вариантах минерального удобрения NPK и органического свидетельствуют о том, что только соответствующее содержание органического вещества в почве (варианты со стойловым навозом) имеют решающее значение для содержания общего N в почве. В 1982 г. исключительное удобрение стойловым навозом или известкование повышало в высокосущественной степени урожаи культурных растений, тогда как исключительное минеральное удобрение не оказывало существенного влияния на урожаи.
W ieloletnie naw ożenie a zaw artość N w glebie 163 E. KRZYW Y, E. W ENGLIKOW SKA, J. K RUPA EFFECT OF LONG-TERM FERTILIZATION ON THE TOTAL N CONTENT IN LIGHT SOIL AND ON THE YIELDS OF CROPS D epartm ent of A gricultural Chem istry A gricultural U niversity of Szczecin Summary The total N content determ inations w ere carried out in 1982 after 19 years of the fertilizing experim ent carried out at the E xperim ent Station Lipki. A drop of the total N content in the treatm ents of NPK and unfertilized and its significant grow th in the farm yard m anure treatm ents have been found as com pared w ith the state at establishing of th e exp e rim ent. The m ineral NPK and lim ing applied against the background of farm yard m anure did not differentiate the total N content in soil. The found total N am ounts in soil of particular treatm ents w ith m ineral NPK and organic prove that only appropriate am ount of organic m atter in soil (treatm ents w ith farm yard manure) affected positively the total N content in soil. In 1982 the exclu sively w ith farm yard m anure or lim ing contributed to a significant yield increm ents of crops, w hereas the exclu sively w ith m ineral elem ents did not exert any significant effect on yields. D oc. dr hab. E. K rzyw y Praca wpłynęła do redakcji w październiku 1987 r. K atedra Chemii Rolnej A kadem ia Rolnicza w Szczecinie 71-434 Szczecin, Słowackiego 17