PORÓWNANIE WŁAŚCIWOŚCI WODNO-POWIETRZNYCH GLEBY SADU JABŁONIOWEGO W DWÓCH SYSTEMACH PIELĘGNACJI

ROCZNIKI G L I: BOZ N Л WCZ I: TOM LIX NR I WARSZAWA 2008: 167 175 JAN PALUSZEK, MARIUSZ ŚWICA PORÓWNANIE WŁAŚCIWOŚCI WODNO-POWIETRZNYCH GLEBY SADU JABŁONIOWEGO W DWÓCH SYSTEMACH PIELĘGNACJI COMPARISON OF WATER-AIR PROPERTIES OF APPLE ORCHARD SOIL IN TWO SOIL MANAGEMENT SYSTEMS Instytut Gleboznawstwa i Kształtowania Środowiska, Akademia Rolnicza w Lublinie A b stra ct: The researches were conducted in experim ental apple orchard on Haplic Luvisol developed from silt form ation. G reen sward and wheat straw mulch were com pared as soil management systems in tree rows. Similarly in Ap and Bt horizon o f soil under straw- mulch was found significantly greater actual moisture than in soil under green sward. In 10-20 cm layer of soil under straw mulch actual air perm eability was greater. However, in 0 10 cm o f soil under green sward maximum w ater capacity and retention o f useful w ater were significantly greater and content o f micropores <0,2 jiim were significantly lower than in soil under straw mulch. Słowa kluczow e: gleba sadu, m urawa, ściółkow anie słomą. Key words: orchard soil, green sward, straw mulch. WSTĘP Rosnące obawy przed skutkami chemizacji produkcji sadowniczej wymuszają ograniczanie lub całkowitą eliminację stosowania herbicydów do zwalczania chwastów w rządach drzew. Do metod pielęgnacji gleby w sadach towarowych, pozwalających godzić optymalizację produkcji z koniecznością ochrony środowiska, należy, między innymi, utrzymywanie murawy oraz ściółkowanie materiałami organicznymi [Lipecki, Berbeć 1997]. Murawa zwiększa zawartość materii organicznej w glebie, zapewnia ochronę przed erozją wodną i wietrzną, a korzenie traw sprzyjają utrzymaniu korzystnej struktury agregatowej gleby [Oliveira, Merwin 2001; Vogeler i in. 2006; Świca, Paluszek 2007]. Ściółkowanie naturalnymi ściółkami organicznymi w rzędach drzew (obornikiem, słomą zbóż i rzepaku, trocinami itp.) wzbogaca glebę w materię organiczną i składniki pokarmowe oraz znacznie zwiększa liczebność dżdżownic i mikroorganizmów [Lipecki, Berbeć 1997, Neilsen i in. 2003, Hipps i in. 2004].

168 J. Paluszek, M. Świca Poszczególne metody pielęgnacji gleby w sadzie w zróżnicowany sposób oddziałują na właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb [Merwin i in. 1994; Kozanecka, Kępka 1996; Bielińska i in. 2001; Hipps i in. 2004; Licznar i in. 2004]. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu utrzymywania murawy i ściółkowania słomą w rzędach drzew młodego sadu jabłoniowego na jakość właściwości wodnych i powietrznych w glebie płowej wytworzonej z utworu pyłowego. MATERIAŁ I METODY Badania prowadzono w doświadczalnym sadzie jabłoniowym Katedry Sadownictwa Akademii Rolniczej w Lublinie na terenie Gospodarstwa Doświadczalnego Felin, położonego na Płaskowyżu Świdnickim. Sad został założony na glebie płowej typowej (Haplic Luvisol) wytworzonej z utworu pyłowego, niecałkowitej, na marglu kredowym. Gleba charakteryzowała się sekwencją poziomów genetycznych Ap-Eet-Bt-IIC-IIR. Głębokość poszczególnych poziomów wynosiła: Ap 0-26 cm, Eet (bardzo silnie zredukowany przez uprawę) 26-29 cm, Bt 29-65 cm, IIC 65-110 cm. Doświadczenie obejmowało poletka z drzewami jabłoni odmiany Elstar Elshof na podkładce M9. Drzewa zostały posadzone wiosną 1997 roku, w rozstawie 3,5 x 2 m, na stanowisku po zlikwidowanym w 1994 r. 20-letnim sadzie jabłoniowym, po dwuletniej uprawie gorczycy białej i jednorocznej uprawie pszenżyta na przyoranie. Nawożenie mineralne na 1 ha przed posadzeniem drzew wynosiło: 50 kg K, 20 kg P, 229 kg Ca i 34 kg Mg. W każdym kolejnym roku stosowano wiosną wyłącznie nawożenie azotowe w dawce 34 kg N ha-1. W rzędach stosowano murawę, koszoną kilka razy w roku i ściółkowaną oraz ściółkowanie słomą pszenną. Metody pielęgnacji zastosowano w układzie losowanych bloków w czterech powtórzeniach po pięć drzew na poletku. Szerokość pasów ściółki w rzędach drzew, uzupełnianej wiosną każdego roku, wynosiła 1 m. Próbki glebowe o zachowanej budowie pobierano losowo z rzędów drzew do cylindrów metalowych o objętości 100 cm3 z warstw 0-10 cm i 10-20 cm poziomu Ap oraz z warstwy 3 0 ^ 0 cm poziomu Bt. Próbki pobierano w latach 2000-2002, corocznie w pierwszej dekadzie maja (w 6 powtórzeniach). Gęstość fazy stałej (Mg m-3) oznaczono m etodą piknom etryczną. Gęstość objętościową gleby (Mg m'3) obliczono ze stosunku masy gleby wysuszonej w 105 C do jej objętości. Wilgotność aktualną gleby w czasie pobierania próbek (kg kg-1) mierzono metodą suszarko wo-wagową. Pojemność wodną w zakresie potencjału wody glebowej od -0,1 kpa do -1554 kpa (kg kg-1) oznaczono w komorach ciśnieniowych, na porowatych płytach ceramicznych produkcji Eijkelkamp i Soil Moisture Equipment Corporation. Retencję wody użytecznej dla roślin (w przedziale potencjału od -15,5 do -1554 kpa) w kg-kg 1obliczono jako różnicę odpowiadających potencjałowi wartości pojemności wodnej. Przewodnictwo wodne nasycone oznaczono za pomocą aparatu Wita produkcji Eijkelkamp, obliczając współczynnik filtracji wody (m d-1). Porowatość ogólną (m3 n f 3) obliczono na podstawie wartości gęstości fazy stałej i gęstości gleby. Rozkład porów glebowych o średnicy >20 Lim, 0,2-20 im i <0,2 [im obliczono na podstawie wartości pojemności wodnej, wyrażonych w m3 irf3. Przepuszczalność powietrzną ( 10-8 m Pa-1 s-1) gleb m ierzono za pom ocą aparatu LPiR do badania przepuszczalności powietrznej mas formierskich, wyprodukowanego przez Instytut Odlewnictwa w Krakowie. Ponadto oznaczono skład granulometryczny gleby metodą areometryczną Cassagrande a w modyfikacji Prószyńskiego, z oddzieleniem frakcji piasku

Właściwości wodno-powietrzne gleby sadu jabłoniowego a systemy pielęgnacji 169 0,1-1 mm na sicie o średnicy oczek 0,1 mm, zawartość С organicznego metodą Tiurina w modyfikacji Simakowa i ph w 1 mol dm-3 KCl metodą potencjometryczną, stosując elektrodę zespoloną. Wyniki oznaczeń zostały poddane analizie wariancji dla klasyfikacji potrójnej w układzie całkowicie losowym. Istotność uzyskanych różnic weryfikowano testem Tukeya. Obliczono również współczynniki korelacji prostej pomiędzy właściwościami wodnymi i powietrznymi a składem granulometrycznym, zawartością С org. i gęstością gleby. WYNIKI Gleba obydwu obiektów wykazywała podobny skład granulometryczny w poziomie Ap: 24,8-26,0% frakcji piasku, 42,3-43,9% frakcji pyłu i 31-32% części spławialnych <0,02 mm, w tym 9-11% iłu koloidalnego <0,002 mm. Poziom Bt był wzbogacony w ił (15% w obiekcie pod słomą i 20% pod murawą), a uboższy we frakcje piasku i pyłu. Średnia zawartość С org. (2000-2002 r.) w warstwie 0-10 cm poziomu Ap gleby pod słomą wynosiła 13,71 g'kg"1, a w warstwie 10-20 cm 10,27 g-kg-1 i była większa niż w obiekcie z murawą (odpowiednio: 11,28 g*kg_1 i 9,41 g-kg 1). W poziomie Bt zawartość С org. nie przekraczała 2,25-3,09 g*kg_1. Odczyn w poziomie Ap gleby był słabo kwaśny (ph 5,8-6,2), a w poziomie Bt kwaśny (ph 5,0-5,3). Gęstość gleby w badanych warstwach nie wykazywała istotnych różnic pomiędzy poszczególnymi sposobami pielęgnacji gleby w sadzie (tab. 1). Różnice w zagęszczeniu gleby w poszczególnych latach badań były niewielkie, ale wywarły istotny wpływ na pełną i połową pojemność wodną, retencję wody użytecznej oraz zawartość poszczególnych grup porów glebowych. Wilgotność aktualna w poziomie Ap gleby pod słomą była istotnie większa niż pod murawą (o 0,087 kg-kg_1 w warstwie 0-10 cm i o 0,045 kg-kg~' w warstwie 10-20 cm). Natomiast w poziomie Bt wykazywała tylko nieznaczną różnicę (tab. 1). Różnice w wilgotności gleby w kolejnych latach badań były również istotne i spowodowane zróżnicowaniem sumy opadów atmosferycznych w okresach poprzedzających pobieranie próbek. Pełna pojemność wodna (przy potencjale wody glebowej -0,1 kpa) tylko w warstwie 10-20 cm gleby pod murawą była istotnie większa (o 0,062 kg*kg_1), natomiast w warstwie 0-10 cm i w poziomie Bt różnice były nieznaczne (tab. 1). Również w poszczególnych terminach badań różnice pomiędzy uzyskanymi wartościami były istotne. Analiza statystyczna (tab. 2) wykazała, że pełna pojemność wodna ściśle dodatnio korelowała z zawartością frakcji pyłu 0,1-0,02 mm (r = 0,62) i zawartością С org. (r = 0,72) oraz ściśle ujemnie z gęstością gleby (r = -0,94). Polowa pojemność wodna (przy potencjale -15,5 kpa) nie wykazywała istotnych różnic pomiędzy badanymi systemami pielęgnacji, natomiast istotnie różniła się w kolejnych latach badań. Korelowała ona dodatnio z zawartością frakcji pyłu (r = 0,56) oraz zawartością С org. (r = 0,77), a ujemnie z gęstością gleby (r = -0,92). Natomiast zawartości wody w punkcie trwałego więdnięcia roślin (przy potencjale -1554 kpa) w poziomach Ap i Bt były nieistotne, zróżnicowane tylko między latami. Retencja wody użytecznej dla roślin (w przedziale potencjału wody glebowej od -15,5 do -1554 kpa) w warstwie 10-20 cm gleby pod murawą była istotnie większa (o 0,031 kg-kg-1) niż pod słomą, natomiast w warstwie 0-10 cm i 30-40 cm różnice były nieznaczne (tab. 1). Ponadto stwierdzono istotne zróżnicowanie pomiędzy terminami badań. Retencja wody użytecznej była słabo dodatnio skorelowana z zawartością pyłu (r = 0,50) i ściśle dodatnio z ilością С org. (r = 0,73) oraz ujemnie z gęstością gleby (r = -0,92) (tab. 2).

170 J. Paluszek, M. Św ica TABLLA 1. G ęstość objętościow a i w łaściw ości w odne gleby sadu jabłoniow ego TABL1: 1. Bulk density and water properties o f apple orchard soil Rok- Po- : Glębo- ; Cięstość j Wilgotn.. Pojemność wodna (kg kg '] Retencja wody! Рг/ewodn. Year /iom kość gleby.aktualna, pr/y potencjale [kpa użytecznej ; wodne (R) Hon- ; Depth i Bulk j Actual Water capacity [kg -kg 1J Retention IHydraulic /on ;(W ) : density ; moisture : lor water potential к Pa] 0 Г use ful water : conductivity i 1icmi 1[M gm \1 i [kg kg '1-0,1 j - l 5.5]-1554 Ikg kg 1) [cm d 1J Murawa - Turf 2000 Ap 0-1 0 :1.29 Ap 10-20 i 1,40 Bt 130-40! 1,57 ; 0,190 : 0,157 : 0,120 0,381,0,2 9 6 i 0,261 0,248 0,214 0,185 0,070 0,064 0,059 0,1 7 8 0,1 5 0 0,1 26 ; 1455,5 h i l l, 8 j 162,5 i średnia - mean : 1,42 10.156 :0,313 0,216 0,064 0,1 5 2. 9 0 9,9 2001 Ap I 0-1 0 '1,26 Ap 110-20 4,2 4 Bt j 30-4 0 i 1,57 : 0,068 : 0.1 4 6 0,137 :0,388 '0,434 :0,249 0,267 0,272 0,188 0.0 5 6 0,053 0,058 0,211 0,2 1 9 0.1 3 0 17,8 50,0 7,5! średnia - mean 1,36 : 0.117 10.357 0.242 0,0 5 6 0,1 8 6 ; 25J j 2002 Ap! 0-1 0 :1,24 Ap! 10-20 ; 1.27 Bt ; 3 0-4 0 j 1,57 0,083 j 0,0 8 0 0,1 5 7 0,440 0.425 : 0,265 0,280 0.259 0,195 0,063 0,062 0.075 0,217 0,197 0,1 2 0 96,8 ; 36,5 ; 9,0 I średnia - mean! 1,36! 0,1 0 6!0,377 0,245 0,067 0,178 4 7,4 j ; śred- ; nia - mean Ap! 0-1 0! 1,26 Ap i 10-20 ' 1,30 Bt 130-40 1,57 0,114 : 0,128 0,1 3 8 ; 0,403 0,385 :o,258 0,265 0,248 0,189 0,063 0,0 6 0 0,064 0,202 0,188 0.125 1 523.4 ; 399,4 i 59.6 średnia - mean ; 1,38 0,126 : 0,349 0,234 0.062 0,172! 327,5 ----- 1 ; Słoma pszenna - W heal straw ; 12000 Ap 1 0-1 0 ; 1.27 Ap il 0-2 0 1,39 Bl - 3 0-4 0.1,58 0,2 2 6 0,1 9 2.0,1 6 2 0,348 0,307 0,255 0.237 0,213 0,195 0,064 0,067 0.063 0,173 0.1 4 6 0.132 3,2 2.9 6.5 1 średnia - mean 1.41 0,194 :0,303 0,215 0,065 0.150 j 4,2! 2001 Ap ; 0-1 0 Î1,18 Ap j 10-20 Î1.33 Bl 13 0-4 0 ^ ii,51 1 ; 0,148 : 0,146 ; 0,158 '0,435 10,357 0,273 0,287 0,065 0.239 10,0 6 2 0.190 0,065 0.222 0,177 0,125 ; 2 3 0.9 18,7 7,8 średnia - mean j 1,34 0,151 j 0.355 0,239 0,064 0,175! 85,8 '2002 Ap 0-1 0!1,24 Ap!10-20 :1,37 Bt j 30-4 0! 1,47 : 0,2 3 0 i 0,181 ; 0,1 6 6 0.402 0,3 0 4 10,2 7 0 0,305 0,212 0,210 0,062 0.061 0.058 0,243 0,15 1 0,152 39,2 29,5 ; 3,7 ; średnia - mean ; 1,36 0,192 i 0,325 0,242 0,0 6 0 0,182 ; 24,2 średnia. mean Ap 1 0-1 0 1,23 0,201!0,395 0,276 0,064 0,212 ; 91.1 лр ; 10-20 h,36 0.173 ; 0,323 0,221 0,063 0,1 5 8 : 17,0 Hi 30-40 ; 1.52!0,162 ; 0,266 0,198 0,062 0,1 3 6 :.. _\_. 6,0 średnia - mean i l,37 ; 0,179 jo,328 0,232 0,063 0,169 j 38,1 j NIR -L S D jm -W 1r. n. j (ot =0,05) im R inn. Im -w -r * i0,15 10,027 j 0,0 2 7 ; 0,0 5 9! 0,041 j 0,041 10,088 r. n. 0,0 2 6 0,063 r. n. 0,0 0 9 r. n. 0,0 2 9 0,0 2 9 0,063 r. n. różnice nieistotne non-significant differences: * interakcja interaction, M - m etoda pielęgnacji m anagement system ; r. n. : r. n.! 1253.3

i Właściwości woclno-powietrzne gleby sadu jabłoniowego a systemy pielęgnacji 171 Przewodnictwo wodne nasycone badanej gleby w poszczególnych latach badań charakteryzowało się bardzo dużą zmiennością, dlatego analiza statystyczna nie potwierdziła istotnych różnic pomiędzy metodami pielęgnacji (tab. 1). Nieznacznie TABELA 2. Współczynniki korelacji prostej (r) pomiędzy właściwościami wodno-powietrznymi a składem granulometrycznym i niektórymi właściwościami gleby (n = 18) 'FABLE 2. Correlation coefficients (r) between w'ater-air properties and particle-size distribution and some properties of soil (n = 18) Zmienna - Variable 0,1-0.0 2 mm < 0,0 2 mm < 0,0 0 2 mm С org. 1С org. Gęstość gleby Bulk density Wilgotność aktualna - Actual moisture - 0,1 3-0,1 8 0,06 i 0,21 0,03 Pełna pojemność wodna - Maximum water capacity 0,6 2 * * -0,6 3 * * 0,7 7 * * ; 0,7 2 * * - 0,9 4 * * Polowa pojemność wodna - Field water capacity 0,5 6 * -0,6 4 * * 0,7 3 * * 0,7 7 * * - 0,9 2 * * Punkt trwałego więdnięcia - Wilting point 0,28 0,06 0.19 ; o, 13 0,15 Retencja wody użytecznej - Retention of use fill water 0,5 0 * - 0,6 2 * * 0,7 3 * * : 0,7 3 * * - 0.9 2 * * Przewodnictwo wodne - Hydraulic conductivity 0,61** -0,3 7 0,34 i 0,21-0,14 Porowatość ogólna - Total porosity 0,6 7 * * - 0,7 9 * * - 0,8 7 * *! 0,8 3 * * - 0,9 9 * * Zawartość makroporów - Content of macropores 0,6 8 * * 0,8 0 * * - 0,8 5 * * 10,74** - 0,8 9 * * Zawartość mezoporów - Content of mezopores 0,3 8-0,5 3 * - 0,6 5 * * 10,63 * * - 0,8 1 * * Zawartość mikroporów - Content of micropores - 0,3 3 0,6 2 * * 0,7 5 * * ;- 0,53 ** 0,8 1 * * Przepuszczalność powietrzna aktualna - 0,3 9-0,3 9-0,3 0 10,39-0, 4 8 Actual air permeability Przepuszczalność powietrzna ( - 1 5,5 kpa) 0,4 6-0,3 7-0,2 6 i 0,36-0,4 7 Air permeability at - 1 5,5 kpa *poziom Istotności a = 0,05 - significance level a = 0.05; **poziom istotności a = 0,01 - significance level a = 0.01 wyższe wartości przewodnictwa wodnego stwierdzono w glebie pod murawą (średnio 523,4 cm-d 1 w warstwie 0-10 cm, 399,4 cm d"1 w warstwie 10-20 cm i 59,6 cm d 1 w warstwie 30-40 cm poziomu Bt). Przewodnictwo wodne wykazywało ścisłą dodatnią korelację z zawartością pyłu (r = 0,61) (tab. 2). Porowatość ogólna w poziomie Ap i Bt gleby pod badanymi systemami pielęgnacji różniła się nieznacznie. Zawartość makroporów o ekwiwalentnej średnicy >20 jum, określająca pojemność powietrzną gleby w stanic polowcgo nasycenia wodą (przy -15,5 kpa) oraz zawartość mezoporów o średnicy 0,2-20 im, retencjonujących wodę użyteczną dla roślin, również nie wykazywały istotnych różnic pomiędzy obiektami (tab. 3). Zawartość mikroporów o średnicy <0,2 firn, utrzymujących wodę niedostępną dla roślin w warstwie 10-20 cm poziomu Ap gleby pod ściółką była istotnie większa (o 0,008 m3- m 3) w porównaniu z murawą. Ponadto udział mezoporów i makroporów był istotnie zróżnicowany pomiędzy latami badań. Porowatość ogólna ściśle dodatnio korelowała z zawartością pyłu (r = 0,67) i ilością С org. (r = 0,83) oraz ujemnie z gęstością gleby (r = -0,99) (tab. 2). Również zawartość makroporów ściśle dodatnio korelowała z ilością pyłu (r = 0,68) i zawartością С org. (r = 0,74), a ujemnie z gęstością gleby (r = -0,89). Udział mezoporów był ściśle dodatnio zależny od ilości С org. (r = 0,63), a ujemnie od gęstości gleby (r = -0,81). Natomiast ilość mikroporów była ściśle dodatnio skorelowana z zawartością części spławialnych (r = 0,62), iłu koloidalnego (r = 0,75) i gęstością gleby (r = 0,81).

172 J. Paluszek, M. Świca TABELA 3. Porow atość i przepuszczalność powietrzna gleby sadu jabłoniow ego TABLE 3. Porosity and air permeability o f apple orchard soil Rok- Year (R) P o ziom Horizon G łębokość Depth (W ) Porowat. ogólna Total porosity Zawartość porów o średnicy Pore-size content [m ' m '] Przepuszczalność powietrzna Air permeability [ 10 Km 2- Pa 1 s '] j Murawa - Turf [cm] [m-1- m '] >20 pm 0,2-2 0 pm <0,2 pm aktualna - actual - 1 5,5 kpa 12000 Ap 0-10 0,504 0,184 0,230 0,090 23,0 236,7 j Ap 10-20 0,464 '0,164 0.210 0,090 58,7 45,3 Bt 30-4 0 0.401 0,110 0,198 0,093 83,0 63,0 średnia - mean 0,457 0,153 0,213 0,091 54,9 115,0 2001 Ap 0-10 0,516 0,179 0,266 0,071 334,0 334,0 Ap 10-20 0,526 0,188 0,272 0,066 223,3 182,8 Bt 3 0-4 0 0,401 0.106 0,204 0,091 86.7 19,0 średnia - mean 0,481 0,158 0,247 0.076 214,7 178,6 2002 Ap 0-10 0,523 0,175 0,270 0,078 296,7 76,7 Ap 10-20 0,513 0,184 0,250 0,079 614,0 75.2 Bt 3 0-4 0 0,401 0,095 0,188 0,118 160,0 105,7 średnia - mean 0,479 0,151 0,236 0,092 356,9 85,8 f śred- Ap 0-10!0,514 0,179 0,255 0,080 217,9 215,8 1nia - Ap 10-20 i0,501 0,179 10,244 0,078 298,7 101,1 i mean Bt 3 0-4 0 0,401 0,104 0,197 0,100 109,9 62,6 Stoma średnia - mean 0,472 0,154 0,232 0,086! i 208,8! pszenna - Wheat straw 126,5 2000 Ap 0-10 0,512 0,211 0,220 0,081 2055,8 1515,8 Ap 10-20 j0,465 0,169 0,203 0,093 139,6 151,0 Bt 3 0-4 0 0,398 0,089 0,209 0,100 99,2 42,0 1 średniai -mean 0,458 0,156 0,211 0,091 764,9 569,6 i 2001 Ap 0-10 0,546 0,207 j0,262 0,077 1685,8 1504,2 Ap 10-20 '0,488 0,171 0,235 0,082 1304,2 3 4 6,0 Bt 3 0-4 0 0,424 0,137 0,189 0,098 172,0 98,8 średnia. - mean 0,487 0,172 0,229 0,086 1054,0 649,7 2002 Ap 0-10 0,523 0,145 0,301 0,077 191,2 18,0 Ap 10-20 0,474 0,183 0,207. 0,084 170,0 65,0 Bt 3 0-4 0 0,438 0,130 0,223 0,085 2 5 0,0 34,7 średnia - mean 0,479 0,153 0,244 0,082 203,7 39,2 śred Ap 0-10 0,527 0,188 0,261 0,078 1310,9 1012,7 nia - Ap 10-20 0,475 0,174 0,215 0,086 537,9 187,3 j mean Bt 3 0-4 0 0,420 0,119 0,207 0,094 173,7 58,5 średnia - mean 0,474 0,160 i I 0,228 0,086 Г 674,2 419,5 NIR - LSD M-W r. n. r. n. г. n. 0,007 773,2 645,9 (a =0,05) M R r. n. r. n. 0,029 0,007 773,2 r. n. M-W-R* 0,058 r. n. 0,072 0,017 i 1658,1 1384,9 i r. n. - różnice nieistotne - non-significant differences; * interakcja - interaction, M m etoda pielęgnacji - management system

Właściwości wodno-powietrzne głeby sadu jabłoniowego a systemy pielęgnacji 173 Aktualna przepuszczalność powietrzna podczas pobierania próbek wahała się w poszczególnych latach badań od 23,0-10"8 do 2055* 10-8 m2-pa_1-s-1 (tab. 3). W warstwie 0-10 cm gleby pod słomą była istotnie większa (o 1093* 10 8 m2-pa_,-s_1) niż pod murawą. Również w poszczególnych terminach badań występowały istotne różnice. Przepuszczalność powietrzna przy polowym nasyceniu wodą (-15,5 kpa) w warstwie 0-10 cm gleby pod słomą była istotnie większa (o 796,9*10-8 m2-pa"1*s 1) w porównaniu z glebą pod murawą. W warstwach 10-20 cm i 30-40 cm gleby różnice w przepuszczalności powietrznej były nieistotne. Przepuszczalność powietrzna nie wykazywała istotnej korelacji z zawartością frakcji granulometrycznych i С org. (tab. 2). DYSKUSJA Uzyskane wyniki badań wykazały, że stosowanie przez kilka lat murawy oraz ściółkowania słomą pszenną w rzędach drzew młodego sadu jabłoniowego spowodowało istotne zróżnicowanie tylko niektórych właściwości wodnych i powietrznych w glebie płowej wytworzonej z utworu pyłowego zwykłego. Istotnie większa wilgotność aktualna w warstwie 0-10 i 10-20 cm poziomu Ap gleby pod ściółką była spowodowana ograniczeniem parowania wody z powierzchni gleby. Również Bielińska i Domżał [2001] oraz Bielińska i in. [2001] w glebie pod ściółką ze słomy stwierdzili większą wilgotność aktualną w porównaniu z murawą, ugorem herbicydowym i ugorem mechanicznym, a Neilsen i in. [2003] - zwiększenie wilgotności gleby pod ściółką z rozdrobnionego papieru. Istotnie mniejszą wilgotność aktualną gleby w obiekcie z murawą należy wiązać z większym wykorzystaniem wody glebowej przez porastające trawy. Wadą trwałej murawy jest silna konkurencyjność dla drzew w stosunku do wody i azotu [Lipecki, Berbeć 1997]. Przyczyną istotnie większej pełnej pojemności wodnej i retencji wody użytecznej dla roślin oraz istotnie mniejszej zawartości mikroporów <0,2 ц т w warstwie 10-20 cm poziomu Ap gleby pielęgnowanej za pomocą murawy była mniejsza gęstość gleby w tej warstwie (średnio 1,30 Mg-m'3), spowodowana oddziaływaniem licznych korzeni traw, niż w glebie pod słomą (1,36 Mg-irf3), a także mniejszy udział iłu koloidalnego (9% w obiekcie z murawą w porównaniu z 11% pod słomą). Istotnie większa przepuszczalność powietrzna zarówno aktualna, jak i przy polowym nasyceniu wodą (-15,5 kpa), w warstwie 0-10 cm gleby pod słomą wynikała przede wszystkim z obecności drożnych makroporów >20 ыт, zwłaszcza kanalików zoogenicznych, będących efektem intensywnej działalności makro- i mezofauny glebowej, która pod słomą znalazła bardzo dobre warunki rozwoju [Świca, Paluszek 2007]. Również wysokie wartości przepuszczalności powietrznej pod murawą były uwarunkowane korzystną strukturą agregatową wytworzoną pod wpływem korzeni traw. Jako korzystną przepuszczalność powietrzną, zapewniającą odpowiednią wymianę gazową pomiędzy powietrzem glebowym a atmosferą, Turski i in. [1978] przyjęli wartość >20 cm4-g"1*min"1, która odpowiada wartości >35 10-8 m2 Pa- 1 s~l. Brak istotnych różnic w gęstości gleby, polowej pojemności wodnej, punkcie trwałego więdnięcia, przewodnictwie wodnym nasyconym, porowatości ogólnej oraz zawartości makroporów i mezoporów w poziomach Ap i Bt gleby pomiędzy badanymi systemami pielęgnacji świadczy o ich zbliżonym oddziaływaniu na wymienione właściwości. W badaniach Vogelera i in. [2006] utrzymywanie murawy w rzędach drzew jabłoni zapewniło glebie bardzo korzystną m akroporowatość, odpowiednią

174 J. Paluszek, M. Świca infiltrację i wymianę gazową. Natomiast Oliveira i Merwin [2001] w glebie pod ściółką z rozdrobnionego drewna stwierdzili mniejszą gęstość gleby, większą porowatość ogólną, połową pojemność wodną i przewodnictwo wodne w porównaniu z murawą. Dobry wzrost i funkcjonowanie korzeni roślin uprawnych wymagają odpowiedniej relacji między zawartością mezoporów o średnicy 0,2-20 ц т, retencjonujących wodę użyteczną dla roślin a udziałem makroporów >20 im, zapewniających napowietrzenie. Według Cockrofta i Olssona [1997] w poziomie Ap korzystna zawartość mezoporów powinna wynosić >0,20 m3 m"3, natomiast pojemność powietrzna - przynajmniej 0,10-0,15 т 3-пГ3. Natomiast Olness i in. [1998] ustalili, że optymalna równowaga między zdolnością do zatrzymywania wody w powierzchniowej warstwie gleby a aeracją jest zachowana wtedy, kiedy połowa pojemność wodna (równa sumie mezoporów i mikroporów <0,2 (im) stanowi 0,66 porowatości ogólnej, a pojemność powietrzna 0,34. W poziomie Ap gleby sadu relacja ta była zbliżona do optymalnej: udział polowej pojemności wodnej wynosił 0.64.0,65 pod murawą i 0,63-0,64 pod słomą, a udział pojemności powietrznej odpowiednio 0,35-0,36 i 0,36-0,37. Na podstawie wymienionych kryteriów zarówno właściwości wodne, jak i powietrzne badanej gleby należy ocenić jako bardzo korzystne. Stwierdzone istotne różnice w pojemności wodnej, retencji wody użytecznej oraz zawartości mezo- i mikroporów glebowych w poszczególnych latach badań wynikały głównie z przestrzennego zróżnicowania zawartości materii organicznej i gęstości gleby w badanych obiektach sadu jabłoniowego. Natomiast analogiczne zróżnicowanie aktualnej przepuszczalności powietrznej wynikało z różnic w uwilgotnieniu gleby. WNIOSKI 1. Stosowane przez kilka lat murawa i ściółkowanie słomą pszenną w rzędach drzew młodego sadu jabłoniowego spowodowały istotne zróżnicowanie jedynie niektórych właściwości wodnych i powietrznych w glebie płowej wytworzonej z utworu pyłowego. 2. W warstwie 0-10 i 10-20 cm poziomu Ap gleby pod ściółką ze słomy stwierdzono istotnie większą wilgotność aktualną, a w warstwie 0-10 cm również istotnie większą przepuszczalność powietrzną aktualną i przy polowym nasyceniu wodą (-15,5 kpa). 3. Warstwa 10-20 cm poziomu Ap gleby pod murawą charakteryzowała się istotnie większą pełną pojemnością wodną i retencją wody użytecznej dla roślin oraz istotnie mniejszą zawartością mikroporów <0,2 jum. 4. Gęstość gleby, połowa pojemność wodna, punkt trwałego więdnięcia roślin, przewodnictwo wodne nasycone, porowatość ogólna oraz zawartość makroporów i mezoporów w poziomie Ap i Bt gleby były bardzo korzystne i nie wykazywały istotnych różnic spowodowanych systemami pielęgnacji. 5. Wartości wilgotności aktualnej oraz retencji wody użytecznej wskazują na ściółkowanie słomą jako bardziej korzystny sposób pielęgnacji gleby w sadzie, szczególnie w latach suchych, ze względu na mniejsze straty wody w wyniku parowania z powierzchni gleby.

Właściwości woclno-powietrzne gleby sadu jabłoniowego a systemy pielęgnacji 175 LITERATURA BIELIŃSKA E.J.. DOMŻAŁ H. 2001: Wpływ użytkowania sadowniczego na właściwości fizyczne i chemiczne gleby wytworzonej z utworów pyłowych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 478: 79-87. BIELIŃSKA E.J., DOMŻAŁ H., ŚWICA M. 2001: Wpływ użytkowania sadowniczego na zmiany wybranych właściwości gleby. Acta Agrophysica 48: 29-39. COCKROFT B., OLSSON K.A. 1997: Case study of soil quality in south-eastern Australia: management of structure for roots in duplex soils. W: Soil quality for crop production and ecosystem health. E.G. Gregorich, M.R. Carter (red.). Developments in Soil Science, 25, Elsevier, New York: 339-350. HIPPS N.A., DAVIES M.J.. JOHNSON D.S. 2004: Effect of different ground vegetation management systems on soil quality, growth and fruit quality of culinary apple trees. J. Hort. Sei. Biotechnol. 79: 610-618. KOZANECKA T., KĘPKA M. 1996: Wpływ czynników agro-ckologicznych na właściwości fizyczne gleby w sadzie jabłoniowym. Rocz. Glebozn. 47, Supl.: 23-30. LICZNAR M., LICZNAR S.E., SZEWCZUK A. 2004: Wpływ 10-letniego ściółkowania różnymi materiałami rzędów drzew na niektóre właściwości gleb, wzrost i plonowanie jabłoni odmiany Elstar. Rocz. Glebozn. 55, 1: 153-160. LIPECKIJ., BERBEĆ S. 1997: Soil management in perennial crops: orchards and hop gardens. Soil Tillage Res. 43: 169-184. MERWIN I.A., STILES W.C., VON ES H.M. 1994: Orchard groundcovcr management impact on soil physical properties. J. Am. Soc. Hort. Sei. 119: 216-222. NEILS EN G.H., HOGUE E.J., FORGE T., NEILSEN D. 2003: Surface applications o f mulches and biosolids affect orchard soil properties after 7 years. Can. J. Soil Sei. 83: 131-137. OLIVEIRA M.T., MERWIN I.A. 2001 : Soil physical conditions in a New York orchard after eight years under different groundcovcr management systems. Plant Soil 234: 233-237. OLNESS A., CLAPP C.E., LIU R., PALAZZO A.J. 1998: Biosolids and their effects on soil properties. W: Handbook of soil conditioners. A. Wallace, R.E. Terry (red.), Marcel Dekker, New York: 141-165. ŚWICA M., PALUSZEK J. 2007: Porównanie struktury gleby sadu jabłoniowego w dwóch systemach pielęgnacji. Rocz. Glebozn. 58, 3/4: 132-140. TURSKI R., DOMŻAŁ H., SŁOWIŃSKA-JURKIEWICZ A. 1978: Przepuszczalność powietrzna jako wskaźnik stanu fizycznego gleby. Rocz. Glebozn. 29, 3: 3 25. VOGELER I.,ClCHOTA R., SIVAKUMARAN S., DEURER M., MCIVOR I. 2006: Soil assessment of apple orchards under conventional and organic management. Aust. J. Soil Res. 44: 745-752. Dr hah. Jan Paluszek Instytut Gleboznawstwa i Kształtowania Środowiska AR ul. Ś. Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin e-mail: jan.paluszek@ar. lublin.pl