WPŁYW NAWOŻENIA SIARKĄ NA PLONOWANIE OWSA I ZIEMNIAKA Justyna Grochowska Koło Naukowe Chemii Rolnej Wydział Rolniczy, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy Opiekun naukowy dr Bożena Barczak Opiekun Koła dr inż. Barbara Murawska 1. STRESZCZENIE Celem doświadczenia była ocena wpływu nawożenia różnymi dawkami i formami siarki na plonowanie owsa i ziemniaka. Doświadczenie przeprowadzono na glebie płowej właściwej. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że nawożenie siarką nie modyfikowało w istotny sposób plonu ziarna i słomy, wpływało natomiast istotnie na wzrost zawartości azotu ogólnego w każdej kombinacji nawozowej, w której doglebowo stosowano siarkę. Stwierdzono również wzrost plonu białka ogólnego pod wpływem dawki 20 i 40 kg S*ha -1 zastosowanej w formie u i dawki 40 kg S*ha -1 w formie u. W badaniach uzyskano statystycznie potwierdzony wzrost plonu bulw ziemniaka po zastosowaniu u w dawkach 20 i 40 kg S*ha -1 i u w dawce 40 kg S*ha -1. Wykazano, że dawka 40 kg S*ha -1 zastosowana w formie u i u powodowała wzrost plonu białka w bulwach ziemniaka. W wyniku przeprowadzonych analiz uzyskano istotny wzrost zawartości siarki w ziarnie owsa i bulwach ziemniaka w każdej kombinacji nawozowej, w której doglebowo stosowano siarkę. 2. WSTĘP Siarka jest pierwiastkiem powszechnie występującym w przyrodzie oraz niezbędnym składnikiem pokarmowym roślin. Pierwiastek ten uczestniczy w procesach życiowych wszystkich organizmów żywych, jest elementem wchodzącym w skład białek w postaci aminokwasów takich jak: cysteina, cystyna i metionina, w skład witamin np.: tiaminy i biotyny, ale również glutationu, koenzymu A i olejków gorczycznych. Buduje także sulfolipidy elementy strukturalne półprzepuszczalnych błon komórkowych. Siarka bierze udział w syntezie m.in. chlorofilu i ligniny, pełni ważną rolę w systemie ochrony roślin przed szkodnikami i chorobami. Występuje zarówno jako utleniona, jak i zredukowana w lotnych związkach i olejkach tzw. glukozynolanach nadających charakterystyczny zapach roślinom, m.in. czosnkowi, cebuli i gorczycy.
Niedostateczne zaopatrzenie roślin w siarkę obniża plony, wpływając równocześnie na ich jakość (Marska i Wróbel 2000, Motowicka Terelak i Terelak 2000). Do niedawna ilości związków siarki emitowanych przez przemysł i transport w pełni pokrywały zapotrzebowanie rolnictwa na ten składnik pokarmowy. W rejonach uprzemysłowionych odnotowywano nadmiar siarki, która dostawała się do gleby wraz z opadami w postaci tzw. kwaśnych deszczy, powodując jej zakwaszenie i pogorszenie właściwości chemicznych. Jednakże od pewnego czasu w glebach obserwuje się niedobory siarki ( Wielebski i Wójtowicz 2000). Do spadku zawartości siarki w przestrzeni rolniczej przyczyniło się w znacznym stopniu wprowadzenie norm emisji chroniących środowisko - ograniczających ilości dwutlenku siarki. Niedobory siarki wynikają też ze zmniejszenia ilości siarki wprowadzanej do gleby wraz z nawożeniem mineralnym przez: wzrost zużycia nawozów wysoko skoncentrowanych, zastąpienie u (źródła azotu) mocznikiem, a superfosfatu pojedynczego - potrójnym. Z ostatnich szacunków wynika, że przy obecnym asortymencie i zużyciu nawozów mineralnych w Polsce wnosimy w nich do gleby jedynie około 10 kg S/ha/rok, gdy zapotrzebowanie roślin wynosi od 10 do 40 kg/ha [Szulc 2004]. Około 57% gleb użytkowanych rolniczo w Polsce wykazuje bardzo niską zawartość tego składnika [Jadczyszyn T., 2002]. W tej sytuacji niezbędnym staje się nawożenie roślin tym składnikiem pokarmowym. To z kolei wymaga prowadzenia badań uzupełniających wiedzę niezbędną do racjonalnego stosowania w rolnictwie tego składnika. Celem niniejszej pracy było określenie, jak nawożenie siarką stosowaną w różnych formach wpływa na plonowanie roślin. 3. METODY BADAŃ Badania polowe przeprowadzone zostały w Stacji Badawczej Akademii Techniczno- Rolniczej w Wierzchucinku w 2003 roku. Stacja Badawcza położona jest około 24 km od Bydgoszczy, w kierunku północno-zachodnim, w dorzeczu i zlewni bezpośredniej rzeki Brdy. Obiekt posiada rzeźbę równiny płaskiej. Gleby Stacji reprezentują w całości gleby płowe typowe, należące do kompleksów 4-żytniego bardzo dobrego, 5-żytniego dobrego i 6-żytniego słabego. Doświadczenie prowadzono na glebie płowej ukształtowanej z gliny marglistej mocno spiaszczonej, złożonej z piasku gliniastego, zalegającego na glinie lekkiej. Gleba posiadała uregulowane stosunki wodne. Pod względem przydatności rolniczej należała do kompleksu żytniego bardzo dobrego, klasy bonitacyjnej III b. Zabiegi uprawowe zostały przeprowadzone zgodnie z zaleceniami agrotechnicznymi dla wskazanych roślin. W eksperymencie polowym uprawiano owies odmiany Komes oraz ziemniaki odmiany Mila. Doświadczenie polowe zostało założone jako ścisłe, jednoczynnikowe, wytyczone według
metody losowanych bloków w trzech replikacjach polowych. Czynnikiem doświadczenia było nawożenie siarką zastosowaną w postaci u. Roślinom dostarczono siarkę w podanych poniżej ilościach, według schematu: Obiekt kontrolny - 0 kg S/ha Obiekt Siarczan - 20 kg S/ha w postaci u Obiekt Siarczan - 40 kg S/ha w postaci u Obiekt Siarczan - 20 kg S/ha w postaci u Obiekt Siarczan - 40 kg S/ha w postaci u Obiekt - 20 kg S/ha w postaci nawozu Obiekt - 40 kg S/ha w postaci nawozu Bezpośrednio po zbiorze oznaczono: plon ziarna i słomy owsa oraz plon bulw ziemniaka. W pobranych do analiz próbach owsa i ziemniaka, po uprzednim zmieleniu i mineralizacji w stężonym kwasie siarkowym, oznaczono: zawartość azotu ogólnego metodą Kjeldahla oraz zawartość siarki metodą nefelometryczną. W próbach ziemniaka oznaczono zawartość skrobi metodą Ewersa. Ponadto obliczono: plon skrobi na podstawie plonu bulw i zawartości skrobi, plon białka ogólnego na podstawie plonu suchej masy i zawartości azotu ogólnego. Plon białka ogólnego owsa obliczono jako iloczyn wielkości plonu ziarna i zawartości azotu ogólnego. Wyniki pomiarów i oznaczeń chemicznych zestawiono w tabelach i opracowano statystycznie wykorzystując test Tukey`a. 4. OMÓWIENIE WYNIKÓW I DYSKUSJA. 4.1 Owies odmiana Komes Plon ziarna owsa był w niewielkim stopniu modyfikowany zastosowanym w badaniach nawożeniem. Średni plon ziarna uzyskany na obiekcie kontrolnym, na którym nie stosowano nawożenia siarką wynosił 4,51 t*ha -1 (rys. 1). Zastosowanie w nawożeniu tej rośliny u t*ha -1 Rys. 1. Plon ziarna owsa 5,0 3,0 1,0 4,51 4,73 4,64 4,55 4,69 4,65 4,55 4,62 obiekt naw ozow y NIR p=95% = n.u
w dawce odpowiadającej 20 kg S* ha -1 pozwoliło uzyskać wyższy średni plon ziarna wynoszący 4,73 t* ha -1. Działanie plonotwórcze siarki w formie u i nawozu było mniejsze. Zmiany wielkości plonu ziarna owsa pod wpływem badanych dawek nawożenia były stosunkowo niewielkie, a stwierdzone różnice mieściły się w granicach błędu statystycznego badań. Również plon słomy owsa był w niewielkim stopniu modyfikowany przez zastosowane nawożenie. Najwyższy średni plon słomy uzyskano na obiektach na których stosowano nawożenie w formie u w dawce 40 kgs*ha -1 i 20 kgs*ha -1 (rys.2). Po zastosowaniu wspomnianych dawek plon słomy wzrósł odpowiednio o: 11,7 i 8,0% w porównaniu do obiektu kontrolnego. Wzrost ten nie został potwierdzony obliczeniami statystycznymi. Na obiekcie na którym stosowano nawóz w dawce 20 kgs*ha -1 uzyskano plon słomy równy temu jaki zebrano z obiektu nienawożonego siarką. t*ha -1 Rys. 2. Plon słomy owsa 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 3,0 1,0 7,52 7,95 8,4 8,12 7,86 7,52 7,74 7,87 NIR p=95% = n.u g*kg -1 Rys. 3. Zawartość azotu w ziarnie owsa 18,0 16,0 1 1 1 8,0 6,0 16,03 17,77 17,13 16,67 16,93 16,5 16,4 16,78 NIR p=95% = 0,240
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że każda z zastosowanych w nawożeniu form siarki wywierała istotny wpływ na zawartość azotu ogólnego w ziarnie owsa. Szczególnie korzystne dla tego parametru jakości ziarna było nawożenie em w dawce 20 kgs*ha -1 (rys. 3) (wzrost o 10,9% w stosunku do obiektu kontrolnego). Na obiektach gdzie stosowano i w obydwu dawkach uzyskano zbliżoną zawartość azotu ogólnego w ziarnie (średnio16,63 g*kg -1 ). kg*ha -1 Rys. 4. Plon białka ogólnego w ziarnie owsa 60 50 40 30 20 10 452,26 524,76 497,22 473,7 496,43 479,9 466,13 484,34 NIR p=95% = 29,249 g*kg -1 Rys. 5. Zawartość siarki w ziarnie owsa 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,48 0,60 0,80 0,68 0,77 0,67 0,80 0,69 NIR p=95% = 47 W badaniach stwierdzono, że plon białka ogólnego był również istotnie modyfikowany przez zastosowane nawożenie. Średni plon białka uzyskany z wszystkich obiektów nawozowych wynosił 484,34 kg*ha -1 (rys. 4). Najwyższy plon białka uzyskano stosując w dawce 20 kg S*ha -1, pod wpływem którego uzyskano 16% przyrost plonu w stosunku do wariantu bez nawożenia. Najniższe przyrosty plonu białka uzyskano po zastosowaniu u w dawce 20 kgs*ha -1 i u w ilości 40 kgs*ha -1. Należy nadmienić, że plon białka był bardziej modyfikowany zawartością azotu ogólnego w ziarnie niż przez plon ziarna.
W efekcie zastosowanego nawożenia odnotowano wzrost zawartości siarki w ziarnie, której zawartość wynosiła 0,69 g *kg 1 (rys.5). Istotnie wyższe, w stosunku do obiektu kontrolnego, wartości uzyskano na wszystkich obiektach nawozowych. Najwyższą zawartość siarki uzyskano po zastosowaniu dawki 40 kg S*ha -1 w formie u i u. Siarczan zastosowany w dawce 20 kg S*ha -1 w najmniejszym stopniu modyfikował zawartość tego pierwiastka w ziarnie owsa w porównaniu do obiektu kontrolnego, podwyższając koncentrację siarki w plonie o 1,25%. 4.2 Ziemniak odmiana Mila Nawożenie siarką powodowało istotny wzrost plonu bulw w odniesieniu do obiektu kontrolnego. Zastosowany w dawce 40 kg S*ha -1 i w obydwu dawkach powodowały istotny wzrost plonu bulw (rys.6). Wzrost ten wynosił 5,15 t*ha -1 dla nawożenia em oraz 4,56 i 2,43 t*ha -1 dla u wysianego w dawkach odpowiednio 40 i 20 kg S*ha -1. Najmniejszy efekt plonotwórczy uzyskano po zastosowaniu dawki 20 kg S*ha -1 w formie u, który podwyższał plon bulw o 0,79 t*ha -1. t*ha -1 Rys. 6. Plon bulw ziemniaków 25,0 2 15,0 1 5,0 18,69 19,48 20,27 21,12 23,25 20,41 23,84 21,01 NIR p=95% = 1,918 Zawartość azotu ogólnego w bulwach ziemniaka nie była w istotny sposób modyfikowana przez zastosowane nawożenie. Najmniejszą zawartość azotu wykazywał obiekt kontrolny, (13,30 g*kg -1 ) (rys.7).tylko nieco wyższą zawartość oznaczanego składnika otrzymano dla obiektów nawożonych em. Najwyższe zawartości azotu odnotowano na obiektach nawożonych dawką 40 kg S*ha -1 w postaci u i u. Zmiany w zawartości azotu w bulwach ziemniaka pod
wpływem badanych dawek nawożenia siarką były stosunkowo niewielkie, a stwierdzone różnice mieściły się w granicach błędu statystycznego badań. g*kg -1 Rys. 7. Zawartość azotu w bulwach ziemniaków 16,0 1 1 1 8,0 6,0 13,30 13,67 13,60 14,50 15,17 14,37 15,63 14,32 NIR p=95% = n.u Plon białka w bulwach ziemniaków był modyfikowany w znacznym stopniu przez zastosowane nawożenie. Obiekt kontrolny, pozbawiony nawożenia siarką, wyróżniał się najmniejszą wartością plonu białka (406,68 kg*ha -1 ) (rys.8). Najwyższy plon, tj.590,54 kg *ha -1 uzyskano pod wpływem nawożenia em w dawce 40 kg S*ha -1, a w dalszej kolejności em w tej samej ilości. Natomiast zbliżony przedział wartości uzyskano na obiektach nawożonych em w dawce 40 kg S*ha -1 oraz em w ilości 20 kg S*ha -1. kg*ha -1 Rys. 8. Plon białka w bulwach ziemniaków 60 50 40 30 20 10 406,61 432,70 453,42 484,53 555,55 450,20 590,53 481,93 NIR p=95% = 84,479
Zawartość skrobi w bulwach ziemniaków była modyfikowana w niewielkim stopniu przez zastosowane nawożenie. Średnia zawartość skrobi dla obiektu kontrolnego wynosiła 16,33% skrobi (rys.9). Najmniejszą ilością (15,03%) odznaczały się ziemniaki zebrane z obiektu nawożonego em w dawce20 kg S*ha -1. Najwięcej skrobi, tj. 17,73% oznaczono w bulwach pochodzących z poletek nawożonych em w ilości 20 kg S*ha -1. Wysoką zawartość skrobi odnotowano również w wyniku zastosowania u w dawce 40 kg S*ha -1. Zmiany zawartości skrobi w bulwach pod wpływem badanych dawek nawożenia siarką były stosunkowo niewielkie, a stwierdzone różnice mieściły się w granicach błędu statystycznego badań. [%] Rys. 9. Zawartość skrobi w bulwach ziemniaków 18,0 16,0 1 1 1 8,0 6,0 16,33 16,06 17,43 17,73 16,00 15,03 16,43 16,43 NIR p=95% = n.u t*ha -1 Rys. 10. Plon skrobi w bulwach ziemniaków 5,0 3,0 1,0 3,05 3,12 3,54 3,75 3,72 3,07 3,93 3,45 NIR p=95% = n.u Plon skrobi w bulwach ziemniaków był modyfikowany w niewielkim stopniu przez zastosowane w badaniach polowych nawożenie. Na obiekcie kontrolnym uzyskano plon w wysokości 3,05 t*ha -1 (rys.10), najmniejszy plon skrobi w bulwach otrzymano po zastosowaniu u w ilości 20 kg S*ha -1. Wyższy plon skrobi wyniósł średnio 3,93 t*ha -1 dla obiektu na którym zastosowano 40 kg S*ha -1 w postaci u. Zmiany w wielkościach plonu skrobi w
bulwach ziemniaków pod wpływem badanych dawek nawożenia siarką były stosunkowo niewielkie, a stwierdzone różnice mieściły się w granicach błędu statystycznego badań. Zawartość siarki w bulwach ziemniaków była modyfikowana w znacznym stopniu przez zastosowane nawożenie. Średnia zawartość siarki w bulwach na obiekcie kontrolnym wykazała niższą zawartość o wartości 0,90 g*kg -1. Wyższy ilości siarki odnotowano dla obiektu nawożonego em w dawce 40 kg S*ha -1. g*kg -1 Rys. 11. Zawartość siarki w bulwach ziemniaków 1,5 1,0 0,5 0,90 1,40 1,37 1,23 1,30 1,27 1,47 1,28 NIR p=95% = 0,281 5. WNIOSKI 1. Zastosowane nawożenie siarką nie modyfikowało w istotny sposób plonu ziarna i słomy owsa. 2. W badaniach stwierdzono statystycznie potwierdzony wzrost zawartości azotu ogólnego w ziarnie owsa na wszystkich obiektach nawożonych siarką, a w szczególności na obiekcie nawożonym dawką 20 kg S*ha -1 w formie u. 3. Plon białka ogólnego ziarna owsa wzrastał pod wpływem dawki 20 i 40 kg S*ha -1 zastosowanej w formie u i dawki 40 kg S*ha -1 w formie u. 4. W badaniach uzyskano statystycznie potwierdzony wzrost plonu bulw ziemniaka po zastosowaniu u w dawkach 20 i 40 kg S*ha -1 i u w dawce 40 kg S*ha - 1. 5. Dawka 40 kg S*ha -1 zastosowana w formie u i u powodowała wzrost plonu białka w bulwach ziemniaka. 6. Istotny wzrost zawartości siarki w ziarnie i bulwach ziemniaka uzyskano w każdej kombinacji nawozowej, w której doglebowo stosowano siarkę.
6. LITERATURA 1. Gaj R. (2000) Zadbaj, aby twoje plantacje były dostatecznie zaopatrzone w siarkę, Por. Gosp. 3; 15. 2. Motowicka Terelak T., Terelak H. (2000) Siarka w glebach i roślinach Polski, Zesz. Nauk. AR Szczecin, 204 (81), 7-16 3. Jadczyszyn T. (2002) Od niedawna w glebach brakuje siarki i boru, Top Agrar Polska nr 12; s.: 46 49. 4. Szulc W. (2004) Problemy nawożenia siarką roślin uprawnych, Internet: http//www.luboń.com.pl/ 5. Marska E., Wróbel J. (2000) Znaczenie siarki dla roślin uprawnych, Zesz. Nauk. AR Szczecin, 204 (81), 69-76 6. Kaczor A., Kozłowska (2000) Wpływ kwaśnych opadów na agroekosystemy, Zesz. Nauk. AR Szczecin, 204 (81), 55-68 7. Goźliński H. (1970) Działanie nawozowe siarki przy różnych poziomach nawożenia roślin azotem, Rocz. Nauk Rol., 96, 4, 134-148