ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXVII, NR 2 3, S. 287 294, WARSZAWA 986 W O J C I E C H W I S N I E W S K I, K A Z I M I E R Z W E G N E R, S Ł A W O M I R S. G O N E T WPŁYW MINERALNEGO I ORGANICZNEGO NAWOŻENIA NA JAK OŚĆ PRÓCHNICY Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy WSTĘP Nawożenie m ineralne, zwłaszcza azotowe, a także nawożenie organiczne w pływ ają niew ątpliw ie na zasobność gleb w substancje próchniczne. W badaniach wiele uw agi poświęca się w pływ ow i naw ożenia organicznego i m ineralnego na ogólną zawartość węgla organicznego w glebie, która m a bezpośredni związek z zaw artością próchnicy. Zaw artość ta może ulegać znacznym wahaniom [, 2, 3, 4, ]. Można stwierdzić, że w większości doświadczeń obserwowano wzrost ogólnej zawartości węgla na glebach naw ożonych obornikiem oraz obornikiem + NPK. Sam o m ineralne naw o żenie azotowe zapobiega jedynie spadkowi zawartości próchnicy. Widać to na poletkach nie nawożonych w ogóle bądź nawożonych jednostronnie nawozami fosforowo-potasowymi. Przyczyn nieustalenia ścisłego w pływ u nawożenia na jakość próchnicy można także upatryw ać w stosowanych m etodach [7, 2]. Być może trad y cy jn e m etody frakcjonow ania próchnicy, oparte o różnice w rozpuszczalności jej związków, są mało przydatne do śledzenia zm ian pow odow anych przez różne zabiegi agrotechniczne. W ydaje się, że pod tym względem dobre w yniki może przynieść fra k cjonow anie próchnicy na podstaw ie jej podatności na utlenianie nadm anganianem potasu w środowisku obojętnym [9]. M etoda ta w stosunkowo prosty sposób pozwala na rozdzielenie próchnicy gleb na cztery frakcje w edług podatności na utlenianie, a mianowicie: FI bardzo łatwo utlefnianą, F il łatw o utlenianą, FIU tru d n o utlenianą, FIV nie u tle nianą p rzy danym stężeniu środka utleniającego. W arto podkreślić, że rozdział ten jest najbardziej zgodny z naturalnym i procesami m ineralizacji m aterii organicznej w glebie. Z nielicznych jeszcze analiz dokonanych tym sposobem wynika, że zabiegi agrotechniczne powodują nie tylko zmiany ilościowe w ogólnej zawartości węgla próchnicy, ale związane są rów nież ze zm ianą jej jakości [7, 8].
288 W. W iśniewski i im. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Do badań użyto 8 próbek gleb z doświadczenia nawozowego, prow a dzonego na glebie kom pleksu żytniego dobrego, w trzyletnim zm ianowaniu: późne ziem niaki, żyto ozime, żyto ozime 2. Ogólny schem at doświadczenia przedstawiono w tab., a dawki nawożenia w kg czystego składnika na hektar w tab. 2. N m ineralny stanowiła saletra amonowa stosow ana na obiektach 2, 3, 4, 6, 7 i 8. Na obiektach 5 8 pod ziem niaki Ogólny schemat doświadczenia General scheme of the experiment Tabela Kombinacja nawozowa! Kombinacja nawozowa j Fertilizing treatment j Fertilizing treatment P K N o! 5 P K N 0 + obornik : farmyard mnaure 2 P K N j 6 PK.N, + obornik j farmyard manure 3 p k n 2 7 P K N 2 - i - obornik farmyard manure 4 P K N 3 8 P K N 3 4 - obornik farmyard manure j Dawki nawożenia w kg czystego składnika na hektar Fertilizer rates in kg of pure element per hectare Tabela 2 Roślina Crop p! i К No N i N* N 3! Ziemniaki Potatoes Żyto ozime Winter rye Żyto ozime 2 Winter rye 2 80 j! 80 j o 00 Przez 3 lata For 3 years! 240 i i! i 20 0 60 20 80 0 40 80 00 0 40 300 0 i l O J 00 80 20 20 40 280 420 I zastosowano obornik w ilości 30 t/ha. Pod żyto 2 na w szystkich poletkach stosow ano słomę żytnią zgodnie z plonem żyta. P róbki do analiz zostały pobrane jesienią 982 roku po zbiorze ziem niaków II rotacji. W w yjściow ych próbkach oznaczono m etodam i pow szechnie p rzy ję ty m i w stacjach chem iczno-rolniczych: w ęgiel ogółem m e-
Niektóre właściwości chemiczne badanych próbek glebowych Some chemical properties of the soil samples analyzed Tabela 3 Kombinacja nawozowa Fertilizing treatment CO0 % Nos N-total % C/N h 2o ph KC К mg/00 g P mg/00 g CEC Cation exchange capacity meq/00 g SBM Specific surface m2/g 0,676 0,072 9,42 6,86 5,92 5,56! 4,3 5,20 4,24 2 0,745 0,082 9,00 7,05 5,44 7,4! 4,26 5,60! 44,30 3 0,800 0,066 2,00 7,20 5,90 5,89 4,23 6,40 53,53 A 0,704 0,075 9,43 6,87 5,60 5,56 4,44 6,00 5,65 X 2, 3, 4 0,749 0,076 0,4 6,99 5,72 6,9 4,3 5,80 47,68 5 0,857 0,085 9,80 7,4 5,64 0,76! 5,63 7,00 54,08 6 0,829 0,086 9,70 7,20 5,65,30 5,67 7,00 58,07 7 0,807 0,083 9,75 6,82 5,53 9,02 5,62 7,60 59,63 8 0,866 0,072 3,07 6,60 4,84 9,69 5,50 7,40 57,3 X 6, 7, 8 0,834* 0,080 0,84 6,94 5,42 0,00* 5,59* j 7,25* 57,23* * Istotne przy a=0,05 Significant at a =0.05 -
290 W. W iśniewski i in. todą Tiurina, azot ogółem m etodą K iejdahla, P i К m etodą Egnera-Riehm a DL, ph w wodzie i M KC m etodą potencjom etryczną przy stosunk u gleby do roztw oru : 2,5, pojem ność w ym ienną kationów (CEC) m e todą Bascomba, pow ierzchnię w łaściw ą (SBM) sorpcją błęk itu m etylenowego (tab. 3). W celu określenia w pływ u naw ożenia m ineralnego i obornika na zm iany zachodzące w próchnicy glebowej zastosowano metodę Łoginowa-W iśniewskiego. Frakcje określono w sposób następujący: naważkę gleby (w zależności od ogólnej zaw artości w ęgla w glebie) zalano w kolbach roztw orem K M n 0 4 o stężeniu odpowiednio: 0,33 M,,50 M, 3,00 M i w y trząsano 30 m inut. Następnie roztw ory sączono przez sączki piankowe G-4. K M n 0 4 pozostały po u tlenieniu w ęgla próchnicy oznaczono kolorym etrycznie. Stosując odpowiednie rozcieńczenie w ykreślono krzyw ą w zorcową jako zależność absorpcji od stężenia K M n04. Pom iar absorbancji roztworów K M n04 przeprowadzono na spektrofotom etrze Specol 0 przy długości fali 525 nm, stosując jako odnośnik wodę destylowaną. Na tej drodze określono cztery frakcje węgla organicznego w glebie: FI, F il, FUI, FIV (tab. 4). Tabela 4 Skład frakcyjny materii organicznej oznaczony metodą Łoginowa-Wiśniewskiego Fractional composition of soil organic matter determined by the Łoginow-Wiśniewski s method Kombinacja C0g nawozowa Fertilizing j % j treatment!! X 2, 3,4 I FI /О C0g Frakcje Fractions FII V / о ^og С I Fill %C0ff FIV о/ p / о ^og 4! j 0,677 3,29 3,30 4,44 68,97 2 ii 0,745 2,07 0,07 2,08 65,88 3 0,8 00 ; 9,37,52,87 77,24 0,704 j 4,9! 8,52 2,3 55,26 ; 0,749 2,2** 0,04 i H 75! 66,3 5 0,857,75 28,0 5,75 54,49 6 0,829 j 3,6 23,53 i 0,24 62,62 6 i 0,807 5,85! 27,89 2,92 ; 53,6 0,866 j 8,66 j 7,33 0,39 63,62 8 X 6, 7, 8 0,834*! 6,04 22,92**,8 j 59,95 I * Istotne przy a =0,05 j Significant at a = 0.05 ** Istotne przy a =0,0 Significant at a=0.0
Nawożenie m ineralne i organiczne a jakość próchnicy 29 O M Ó W I E N I E W Y N I K Ó W I D Y S K U S J A Na podstawie stw ierdzonych właściwości fizykochemicznych badanych gleb (tab. 3), jak również oznaczeń składu frakcyjnego próchnicy (tab. 4) nie znaleziono różnic z zastosowanym poziomem nawożenia azotowego. Może to być spowodowane tym, że doświadczenie nawozowe, z którego pobrano próbki do analiz, prow adzone jest dopiero od 4 lat. Większe różnice znaleziono natom iast porównując średnie w artości w yników uzyskanych dla gleb naw ożonych w yłącznie m ineralnym i naw o zami azotowymi (X 2, 3, 4) z w ynikam i uzyskanym i (X 6, 7, 8). Stw ierdzono, że na glebach, na których stosowano jednocześnie obornik i NPK, nastąpił istotny wzrost ogólnej ilości węgla. Uzyskane w yniki są zgodne z wynikam i uzyskanym i przez wielu autorów [4, 0]. Zdaniem Czuby [] w zrost ogólnej zaw artości w ęgla m ożna osiągnąć rów nież przy naw o żeniu tylko azotem m ineralnym. Zaobserw ow any niew ielki w zrost ogólnej zawartości węgla w glebach nawożonych NPK w stosunku do obiektu kontrolnego [] potwierdza i ten pogląd. Autorzy [5, 6, 0] podkreślają, że wzrostowi Cog towarzyszy wzrost ogólnej zawartości azotu. Również w próbkach gleb z obiektów doświadczenia nawozowego stw ierdzono pow yższą zależność. Na poletku kontrolnym () zawartość Nog wynosiła 0,072%-, średnia z obiektów naw ożonych wyłącznie m ineralnie 0,076%, a średnia z obiektów, na których zastowano łącznie obornik + NPK 0,080%. Zmianom Cog i Nog w glebie tow arzyszyły zmiany w stosunku C:N. Średnia wartość С : N była nieco wyższa od gleb nawożonych obornikiem, co może spowodowało w niesienie do gleby nawozów organicznych (obornik) odznaczających się szerszym stosunkiem С : N w porów naniu z glebam i, na których nastąpiła w zględna rów now aga tego stosunku w w ynik u różnych procesów glebow o-biochem icznych. W zbogacanie gleby w m a terię organiczną pod wpływem nawożenia obornikiem + NPK wpłynęło korzystnie na ich właściwości sorpcyjne. Św iadczą o ty m w yniki oznaczeń pojemności w ym iennej kationów (CEC). Nieco wyższe jej wartości oznaczono w próbkach gleb nawożonych obornikiem (7,0 7,6 meq na 00 g) niż w próbkach pochodzących z obiektów nawożonych wyłącznie m ineralnie (5,6 6,0 meq na 00 g) oraz obiektu kontrolnego (5,2 meq na 00 g). Analogiczne zm iany stw ierdzono w wielkości pow ierzchni w łaściw ej (SBM). N ajw yższą w artość pow ierzchni w łaściw ej oznaczono w próbce gleby z poletka 7 59,63 m2/g, a najniższą z poletka kontrolnego 4,24 m2/g. Ten bardzo interesujący fakt wzrostu pojemności wym iennej kationów o przeszło meq na 00 g na obiektach nawożonych obornikiem + ÏTPK oraz jednoczesny w zrost pow ierzchni w łaściw ej i w ęgla organicznego n a tych glebach dowodzi znacznej roli obornika w m odyfikacji właściwości gleb. Nawożenie obornikiem + N PK spowodowało rów nież istotny w zrost przysw ajalnych form azotu ii potasu na tych glebach,
292 W. W iśniewski i in. w porów naniu z obiektam i naw ożonym i w yłącznie m ineralnym i naw ozam i azotowymi, z glebami, na których nastąpiła względna równowaga tego stosunku w w yniku różnych procesów glebowo-biochemicznych. A naliza składu frakcyjnego próchnicy określona m etodą jej podatności na u tle nianie wykazała, że pod w pływem m ineralnego nawożenia azotowego, przy nie zm ieniającej się ogólnej zawartości węgla, zawartość frakcji pierw szej (FI) u trzy m y w ała się na podobnym poziomie. N atom iast w glebach naw ożonych dodatkow o obornikiem zw iększająca się dw aka naw ożenia m ineralnego powodowała proporcjonalne zwiększenie udziału frakcji pierwszej (FI), samo jednak nawożenie m ineralne miało istotny wpływ na ilość frak cji pierw szej, wyższej w każdym przypadku. Zastosow anie obornika zm ieniło skład frak cy jn y próchnicy w pływ a jąc w sposób istotny na wzrost frakcji drugiej (Fil), a więc odporniejszej na utlenianie, przy równoczesnym ubytku frakcji pierwszej. Frakcja trzecia (FIII) i czw arta (FIV) nie uległy istotnem u zróżnicow aniu. Naw ożenie obornikiem + N PK przy w zasadzie nie zm ienionym stosunku C:N w glebie w płynęło na przyrost m aterii organicznej odporniejszej na rozkład oksydacyjny. S ugeruje to dynam ikę procesów hum ifikacji pod w pływ em tego nawożenia. WNIOSKI Zastosow anie frakcjonow ania próchnicy glebow ej w edług jej podatności na utlenianie w ykazuje w yraźnie różnice jakościowe w ynikające z różnego naw ożenia azotowego i organicznego. Nawożenie obornikiem przesuwa skład frakcyjny w próchnicy w k ieru n k u frak cji bardziej odpornych na procesy oksydacyjne. G leby nawożone obornikiem w ykazują istotny w zrost w artości pow ierzchni w łaściw ej, co łączy się z istotnym w zrostem pojem ności w y m iennej kationów. Pomimo dużych zmian ilościowych w poszczególnych elem entach właściwości fizykochemicznych gleb różnie nawożonych, stosunek С : N nie uległ w iększym zmianom. LITERATURA [] Czuba R.: Studia nad dynamiką węgla organicznego w toielicowej glebie pyłowej nawożonej obornikiem i nawozami mineralnymi. Rocz. Nauk rol 962,, 9 il 6. [2] Gawrońska-Kuleszowa A.: Działanie nawożenia mineralnego i obornika na glebach lekkich. Rocz. Nauk roi. 88, 972,, 30 45.!
Nawożenie mineralne i organiczne a jakość próchnicy 293 [3] Górski M., Kuszelewski L.: Wpływ nawożenia organicznego i mineralnego na zawartość substancji organicznej i skład próchnicy glebowej w świetle 38-letnich doświadczeń w Skierniewicach. Rocz. glebozn. 3, 963, 2, 323 Ö4. [4] Hargitai L, Myśków W., Szewcowa L., Gorldtz H.: Wpływ nawozów na zawartość próchnicy i azotu w glebachj. imiędzynarod. Czas. roi. 4, 98, 56-5(9. [5] Kleszczycki A., Łakomieć I.: Wpływ wieloletniego nawożenia na właściwości fizykochemiczne kwasów huminowych. Rocz. glebozn. 6,,966, 7 90. [6] Łakomie.c I.: Przemiany substancji organicznej w glebie pod wpływem zmianowania i nawożenia. Sprawozdanie etapowe MR II-23.8.PAN, 983. i[7] Ł o g in o w W.ÿ Wiśniewski W.: Zmienność zawartości trakcji substancji organicznej gleby, oznaczonych metodą utleniania nadmanganianem potasu. Zeszi. nauk. 98 ATR Bydgoszcz, Roi. 4, 982, 39 48. [8] Ł o ginów W., Wiśniewski W., Janowiak J., Zmienność ogólnej zawartości węgla w glebie. Zesz. nauk. 88 ATR Bydgoszcz, 3 98, 5 5. [9] Login o w W., Wiśniewski W.: Studies on humus fractioning besed on its susceptibility to oxidazing agents. Polish. Ecolog. Studies. 43, 976^ 2. [0] Mercik S.: Wpływ wieloletniego nawożenia mineralnego i organicznego na zawartość azotu i substancji organicznej w glebie. Çloczj. glebozn. 3, 962, 28 299.! [] Reuter G.: Zwanzig Jahre Rostocker Denerversuche zur Humusbildung im Boden. I. Mittelung: Versuchebedingungen und Entwicklung der Humusgehalte. Arch. f. Acker. Pfblau. 25, 98, 5, 277 285. 02] Wilk Ki: Studia nad frakcjonowaniem związków próchnicznych w glebach o różnym użytkowaniu rolniczym. GPost. Nauk roi. 965, 2, 36 46. В. ВИСЬНЕВСКИ, К. ВЕГНЕР, C. C. ГОНЭТ ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО И ОРГАНИЧЕСКОГО АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ГУМУСА Сельскохозяйственно-технический университет в г. Быдгоще Резю ме С целью определения влияния минерального азотного удобрения, а также удобрения стойловым навозом на количественные и качественные изменения просходящие в почвенном гумусе, был применен метод Логинова-Висьневского, основывающийся на фракционировании органического вещества почвы в отношении восприимчивости к окислению. Применяя в нейтральной среде растворы КМп04 различных концентраций получали чертые фракции почвенного отранического вещества: очень легко окисляемое F I легко окисляемое F И, трудно окисляемое F III и прочное на окисление F IV условиях метода. Анализ фракционного состава гумуса показал, что под влиянием азотного удобрения, при практически неизменном содержании общего углерода, значительно возросло содержание первой фракции (F I), т.е. самой восприимчивой к окислению. Применение в таких же условиях добавочно стойлового навоза изменило фракционный состав, влияя существенным образом на рост участия второй фракции (F II), т.е. более прочной на окисление, снижая одновременно первую фракцию (F I). Третья (F III) и четвертая (F IV) фракции не изменялись существенным образом. Удобрение стойловым навозом, при неизменном соотношении C/N в почве, привело к приросту в почве гумусовых веществ, более прочных на окислительную деструкцию, что показывает динамику процессов гумификации под влиянием этого удобрения.
294 W. W iśniewski i in. W. WISNIEWSKI, K. WEGNER, S. S. GONET EFFECT OF MINERAL AND ORGANIC NITROGEN FERTILIZATION ON THE QUALITY OF HUMUS Technical Agricultural University in Bydgoszcz ' Summary To determine the effect of mineral nitrogen fertilization and of farmyard m a nure on quantitative and qualitative changes of the soil humus, the Łoginow-W iśniewski s method based on ïractionation of the soil organic matter in accordance with its susceptibility to oxidation was applied. At application in a neutral m e dium K M n04 solutions of different concentrations, four fractions of the soil organic matter have been distinguished, viz.: very readily oxidable, F I, readily oxidable F II, hardly oxidable F III, non-oxidable under the experiment conditions F IV. The analysis of the (fractional composition of humus has proved that under the effect of mineral nitrogen fertilization at unchanging content of total carbon, significantly increased the content of the first fraction (F I), most susceptible to oxidation. Additionally applied farmyard manure under the same conditions led to a change of the fractional 'composition, increasing the share of the second fraction (F II), more resistant to oxidation, at simultaneous reduction of the first fraction (F Ï). The third (F III) and fourth (F IV) fractions did not show, any significant changes. The farmyard manure application, at an unchanged C/N ratio in soil, resulted in an increase in soil of humus substances more resistant to oxidable decomposition, what displays the humification dynamics under the effect of this fertilizer kind. Doc. dr W ojciech W iśniewski Zakład Chemicznych Podstaw Rolnictwa ATR Bydgoszcz, Bernardyńska 6