PRÓBA OKREŚLENIA WPŁYWU NIEKTÓRYCH CECH FIZYKOCHEMICZNYCH GLEB BESKIDU NISKIEGO NA WARTOŚĆ ODŻYWCZĄ ZIARNA PSZENICY OZIMEJ

PRÓBA OKREŚLENIA WPŁYWU NIEKTÓRYCH CECH FIZYKOCHEMICZNYCH GLEB BESKIDU NISKIEGO NA WARTOŚĆ ODŻYWCZĄ ZIARNA PSZENICY OZIMEJ ATTEMPT TO DETERMINE THE IMPACT OF SOME PHYSICAL AND CHEMICAL TRAITS OF SOIL OF REGION BESKID NISKI ON NUTRITIONAL VALUE WINTER WHEAT 1 Barbara Sawicka, 2 Barbara Krochmal-Marczak, 2 Grażyna Kruczek 1 Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 15, 20-950 Lublin 2 Zakład Rolnictwa i Rozwoju Obszarów Wiejskich, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Krośnie, ul. Kazimierza Wielkiego 6, 38-400 Krosno ABSTRACT: Analysis of the results was based on research carried out on plantations wheat farms freight Low Beskid, in the years 2003-2005. In order to determine the abundance of wheat grain in macronutrients and determine the effect of soil conditions on no topsoil collected from soil samples, and infestation of wheat at harvest, grain samples by a recognized methodology. Designations necessary minerals made by standard methods and their evaluation according to current standards. In multivariate regression analysis shows that the content of nitrogen, phosphorus and potassium in the grain depended on soil acidity (ph in KCl), the sum of base cations, the total sorption capacity and the degree of saturation of the sorption complex basic cations, and the content of calcium, magnesium and sodium was dependent the acidity of the soil, humus content in the case of sodium as the sum of base cations and the degree of saturation of the sorption complex basic cations. This will allow in the future to forecast changes in the content of macroelements in wheat under the influence of the physicochemical properties of the soil. Key words: : winter wheat, physical and chemical characters of soils, mineral composition of grain Streszczenie: Analizę wyników oparto na badaniach przeprowadzonych na plantacjach pszenicy ozimej w gospodarstwach towarowych Beskidu Niskiego, w latach 2003-2005. W celu określenia zasobności ziarna pszenicy w makroskładniki oraz określenia wpływu warunków glebowych na nie pobrano z warstwy ornej próby glebowe, a z łanu pszenicy, w czasie zbioru, pobrano próby ziarna wg uznanej metodyki. Oznaczenia niezbędnych składników mineralnych wykonano wg standardowych metod, a ich ocenę wg obowiązujących norm. Z przeprowadzonej analizy regresji wieloczynnikowej wynika, że zawartość azotu, fosforu i potasu w ziarnie zależała od kwasowości gleby (ph w KCl), Sumy kationów zasadowych, całkowitej pojemności sorpcyjnej oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi, zaś zawartość wapnia, magnezu i sodu byla uzależniona od kwasowości gleby, zawartości próchnicy a w przypadku sodu także od sumy kationów zasadowych pierwszego stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Pozwoli to w przyszłości prognozować zmiany zawartości makropierwiastków w ziarniakach pszenicy pod wpływem właściwości fizykochemicznych gleby. Słowa kluczowe: pszenica, cechy fizykochemiczne gleby, skład mineralny ziarna WSTĘP Zboża mają kluczowe znaczenie w gospodarce żywnościowej naszego kraju. Wynika to z wielostronnego wykorzystania ziarna, które jest podstawowym surowcem do przetwórstwa spożywczego i przemysłu paszowego a także do produkcji: piwa, spirytusu, skrobi itp. Wysoka wartość paszowa pszenicy wynika z wysokiej wartości odżywczej białka a także niewielkiej zawartości w ziarnie substancji wykazujących właściwości nieżywieniowe

(Mikos i Styk 1989, Domska i in. 2004, Makarska 2004). W ostatnich latach obserwuje się wyraźną tendencję do zwiększania areału uprawy pszenicy ozimej, której udział w strukturze zasiewów zbóż podstawowych wynosi ok. 25%, z wyraźną przewagą na glebach lepszych i w gospodarstwach wielkoobszarowych (Makarska 2004). Produkcja pszenicy jest jednym ze wskaźników intensywności rolnictwa i czynnikiem współdecydującym o sytuacji dochodowej gospodarstwa. Coraz częściej obserwuje się wzrost zapotrzebowania na ziarno o określonej jakości, które powinno charakteryzować się wysoką wartością technologiczną i odpowiednim składem chemicznym, w dużym stopniu zdeterminowanym wpływem czynników genetycznych, jak i środowiskowych (Mikos i Styk 1989, Makarska 2004). Właściwości fizykochemiczne, takie jak: zawartość glinu ruchomego i kationów wymiennych oraz ich udział w wysyceniu kompleksu sorpcyjnego są ważnym elementem żyzności gleby (Bednarek, Lipiński 1998; Tkaczyk i Bednarek 2004). Stąd też celem niniejszej pracy było określenie jakościowego i ilościowego wpływu warunków glebowych na skład mineralny ziarna pszenicy ozimej uprawianej w warunkach glebowo-klimatycznych Beskidu Niskiego. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono w latach 2003-2005 w czterech gospodarstwach towarowych rolników indywidualnych na terenie gminy Korczyna w Beskidzie Niskim, woj. podkarpackie na glebach brunatnych, różniących się właściwościami fizykochemicznymi. Pszenicę ozimą, we wszystkich gospodarstwach, uprawiano w drugim roku po oborniku. Badaniami objęto jedną odmianę pszenicy ozimej. Materiał siewny był w stopniu oryginału. Przedplonem pszenicy były rośliny okopowe (ziemniak, burak) lub owies. Charakterystykę zabiegów agrotechnicznych, w badanych gospodarstwach, przedstawia tabela 1. Pozostałe zabiegi wykonano zgodnie z zasadami nowoczesnej agrotechniki roślin. W każdym roku badań, po zbiorze przedplonu, pobierano próby glebowe (średnie z obiektu) z warstwy 0 20 cm. Każda analizowana próba glebowa była średnią z 12 próbek indywidualnych (ok. 1 kg gleby). W próbach gleby oznaczono: skład mechaniczny gleby metodą Prószyńskiego; zawartość fosforu i potasu metodą Egnera-Riehma; zawartość magnezu metodą Schachtschabela; ph w 1 mol dm -3 ; KCl potencjometrycznie, węgiel organiczny metodą Tiurina; kwasowość hydrolityczną (H h ) wg Kappena; glin ruchomy metodą Sokołowa, kationy wymienne o charakterze zasadowym metodą ASA, po ekstrakcji z gleby 1 mol dm -3 CH3COONH4 o ph 7, jony wodorowe obliczono jako różnicę pomiędzy wartością H h a zawartością Al 3+, całkowitą pojemność sorpcyjną jako sumę kationów

zasadowych, wodorowych i glinowych. Wyniki tych analiz oceniono przy udziale liczb granicznych (Anonim 1990, Bergmann 1992). Sprzęt pszenicy przeprowadzono w pierwszej dekadzie sierpnia. Przed zbiorem pobrano próby ziarna do analiz chemicznych. Jeżeli wielkość plantacji była w granicach 1 5 ha, próby ziarna pobierano z 10, a jeżeli 5 10 ha z 15 punktów. W każdym punkcie pobrano do analiz chemicznych próby ziarna z 5 mb łanu pszenicy. Bezpośrednio po zbiorze wykonano w ziarnie analizy chemiczne na zawartość: azotu, fosforu, potasu, wapnia, magnezu i sodu wg następujących metod: zawartość azotu metodą Kjeldahla; zawartość fosforu kolorymetrycznie metodą wanadowo-molibdenową; zawartość potasu metodą fotometrii płomieniowej; zawartość magnezu, wapnia i sodu metodą ASA. Statystyczne opracowanie wyników badań wykonano za pomocą analizy wariancji, korelacji prostej i regresji wielomianowej, z eliminacją zmiennych nieistotnych. Istotność źródeł zmienności sprawdzano testem F Fishera-Snedecora. Istotność różnic oceniano testem Tukey a. Parametry funkcji określano metodą najmniejszych kwadratów, a weryfikację istotności testem t Studenta. W opracowaniu statystycznym za zmienne zależne (y) przyjęto: zawartość azotu, fosforu, potasu, wapnia, magnezu i sodu a za zmienne niezależne (x): x 1 kwasowość gleby w 1 mol KCl; x 2 zawartość próchnicy; x 3 kwasowość hydrolityczna; x 4 suma kationów zasadowych; x 5 całkowita pojemność sorpcyjna; x 6 stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Na podstawie współczynników korelacji prostej wytypowano zmienne do regresji wieloczynnikowej, liniowej. Zamieszczone w tabelach równania regresji obliczono według wzoru: y a bjxj, gdzie y oznacza zmienną zależną, a wyraz wolny, b wartość współczynnika regresji, x zmienną niezależną. Zmienność analizowanych wyników charakteryzowano za pomocą: średniej arytmetycznej; odchylenia standardowego, współczynnika zmienności obliczonego wg wzoru: V odchylenie standardowe, x średnia arytmetyczna. Przebieg pogody w latach badań był zmienny, co ilustruje rys. 1. s 1 0 0 %, gdzie s x Charakterystyka gleby WYNIKI BADAŃ Gleby, na których uprawiano pszenicę, zaliczane są do gleb brunatnych, wytworzonych z osadów fliszowych, o składzie mechanicznym od gliny średniej pylastej do pyłu ilastego, kategorii agronomicznej gleb ciężkich, kompleksu pszennego wadliwego,

klasy bonitacyjnej IVa i IVb, o odczynie od bardzo kwaśnego do lekko kwaśnego (ph mierzonym 1 mol KCl. dm -3 ) (tab. 2-3). Zasobność gleb, analizowanych gospodarstw, w przyswajalne formy fosforu była od bardzo niskiej do bardzo wysokiej, w potas niska do średniej, w magnez niska do wysokiej (tab. 3). Wycena zawartości przyswajalnych form makroelementów, w glebie badanych pól, wykonana w oparciu o liczby graniczne [Anonim 1990] wykazywała przypadki występowania niedoborów tych składników, przy czym najczęściej dotyczyły one fosforu i potasu. Cechy fizyko-chemiczne gleb, na których uprawiano pszenicę, wskazują na ich istotne zróżnicowanie, pod względem wszystkich analizowanych cech (tab. 4). Najbardziej stabilną cechą gleb okazała się całkowita pojemność sorpcyjna (V= 17,49%), zaś najmniej suma kationów zasadowych (V=46,93%). Jednocześnie homologiczne, pod względem stabilności cech, okazały się: kwasowość gleby, mierzona 1 mol KCl. dm -3, kwasowość hydrolityczna gleby, zawartość w niej próchnicy oraz całkowita pojemność sorpcyjna gleby. Współczynnik zmienności, będący ilorazem bezwzględnej miary zmienności cechy, jako wielkość niewymiarowa pozwala na porównywanie zróżnicowania zarówno kilku zbiorowości pod względem tej samej cechy, jak i tej samej zbiorowości pod względem kilku cech. Jest on miarą rozrzutu otrzymanych wyników. Im mniejsza jest jego wartość tym dana cecha jest bardziej stabilna. Wpływ właściwości gleby na jakość ziarna Składniki mineralne mają decydujące znaczenie dla wartości odżywczej ziarna zbóż, jako surowca dla przetwórstwa spożywczego i jako paszy. Określenie zawartości makroelementów w ziarnie ma również znaczenie w ocenie ich wartości biologicznej. Spośród badanych pierwiastków, w ziarniakach pszenicy, w największej ilości występował azot (18,6% s.m.), który jest dla życia na Ziemi jednym z najważniejszych, wchodzi, bowiem w skład wielu biocząsteczek, takich jak: aminokwasy, nukleotydy i kwasy nukleinowe, zaś w najmniejszej sód (0,011 g. kg -1 s.m.) (tab. 5). Zawartość potasu była przeciętnie na poziomie 5,150 g, fosforu 3,655 g, magnezu 1,500 g i wapnia 0,275 g. kg -1 w suchej masy ziarna. Spośród ocenianych cech składu mineralnego ziarniaków pszenicy najbardziej stabilną okazała się zawartość magnezu (V=5,44%), zaś najmniej wapń (V=18,99%) (tab. 5). Ten ostatni jest pobierany z gleby przez rośliny tylko w stosunkowo niskim ph, jako Ca +2, w formie rozpuszczalnej, ponadto jest przemieszczany w roślinie wyłącznie przez ksylem, stąd też występują często zaburzenia w jego pobieraniu przez rośliny. Zwykle rośliny jednoliścienne, do jakich zalicza się pszenicę, charakteryzują się niższą jego zawartością w

organach zapasowych niż gatunki dwuliścienne. Pod względem stabilności (wierności cech) analizowane pierwiastki można uszeregować następująco: Mg > N > K > P > Na > Ca. Na podstawie uzyskanych wyników wyliczono współczynniki korelacji liniowej pomiędzy zawartością badanych makroelementów w ziarnie pszenicy a niektórymi fizykochemicznymi właściwościami gleb (tab. 6). Wykazano istotną, dodatnią zależność pomiędzy ph gleby, mierzonym 1 mol KCl. dm -3, a zawartością azotu (R=0,70), fosforu (r=0,91), potasu (r=0,69), sodu (r=0,60), a ujemną w przypadku zawartości wapnia (r=0,61) (p<0,05). Zawartość próchnicy była natomiast dodatnio skorelowana z zawartością sodu (r=0,97), a istotnie ujemnie z zawartością wapnia (r=-0,59) i magnezu (r= -0,66) (p<0,05). Kwasowość hydrolityczna gleby okazała się istotnie dodatnio skorelowana z zawartością sodu (r=0,95), a ujemnie z zawartością wapnia (r= -0,64) i magnezu (r= -0,67). Suma kationów zasadowych była dodatnio skorelowana z zawartością azotu (r=0,56), fosforu (r=0,84) i potasu (r=0,72) (p<0,05); podobną zależność stwierdzono pomiędzy stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi a zawartością tych pierwiastków w ziarnie pszenicy (odpowiednio: r = 0,72; 0,91; 0,91), zaś całkowita pojemność sorpcyjna z zawartością fosforu (r=0,56) (p<0,05). Na podstawie współczynników korelacji prostej wyznaczono zmienne do modelu regresji wielomianowej. Z analizy regresji wielomianowej wynika, iż o zawartości makroskładników w ziarniakach pszenicy ozimej w dużej mierze decydowały właściwości fizyko-chemiczne gleby. Zawartość azotu i fosforu, w ziarniakach pszenicy, zależała od kwasowości gleby, sumy kationów zasadowych, całkowitej pojemności sorpcyjnej oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (tab. 7). Współczynniki determinacji obu modelów regresji wielokrotnej były bardzo wysokie (odpowiednio 100 i 94,11%), co świadczy o wiarygodności przyjętej funkcji. W przypadku azotu wraz ze zwiększeniem kwasowości gleby, sumy kationów zasadowych, całkowitej pojemności sorpcyjnej a także stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego gleby kationami zasadowymi, o jednostkę, w ramach odchylenia standardowego od średniej, następowało zwiększenie zawartości tego pierwiastka w ziarnie, o wartości zamieszczone w tabeli 6. Rozpatrując zawartość fosforu, należy stwierdzić, że wzrost ph gleby (w KCl), zwiększenie sumy kationów zasadowych a także całkowitej pojemności sorpcyjnej i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi, przyczyniło się do zmniejszenia akumulacji tego pierwiastka w ziarnie, zaś zwiększenie ph gleby, o jednostkę, w zakresie odchylenia standardowego od średniej arytmetycznej na zwiększenie

koncentracji tego składnika o wartości zamieszczone w tabeli 7. Wysoki współczynnik determinacji (97,09%) wskazuje również na wysoką wiarygodność otrzymanego modelu. Poziom potasu w ziarnie pszenicy uzależniony był od kwasowości gleby, sumy kationów zasadowych oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Wzrost sumy kationów zasadowych, jak i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego o jednostkę, w zakresie odchylenia standardowego, spowodowały zwiększenie zawartości tego pierwiastka, zaś podwyższenie kwasowości gleby o jednostkę spadek poziomu potasu w ziarnie o wartości zamieszczone w tabeli 7. Na zawartość wapnia w ziarnie istotny wpływ wywarły dwa czynniki: kwasowość gleby (w KCl) i zawartość próchnicy w glebie. Wzrost wartości tych cech o jednostkę, w zakresie odchylenia standardowego od średniej arytmetycznej, przyczyniał się do spadku zawartości tego pierwiastka w tym produkcie. Zaobserwowano również istotny wpływ kwasowości gleby, zawartości próchnicy oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi na poziom zawartości magnezu i sodu, przy czym dodatkowo na zawartość sodu miała jeszcze wpływ kwasowość hydrolityczna oraz suma kationów zasadowych. Wzrost kwasowości gleby i poziomu próchnicy o jednostkę, w ramach odchylenia standardowego, przyczynił się do zwiększenia koncentracji magnezu o wartości zamieszczone w tabeli 7. Natomiast w przypadku sodu większej koncentracji tego pierwiastka sprzyjały: wysoka zawartość próchnicy, wyższa kwasowość hydrolityczna i wyższa suma kationów zasadowych. Niższy współczynnik determinacji w przypadku zawartości wapnia i sodu pozwala domniemywać, że na zawartość tych pierwiastków w ziarnie mają wpływ jeszcze inne czynniki glebowe, bądź meteorologiczne, nieuwzględnione w modelu funkcji. Oceniając wzajemne proporcje składników mineralnych w badanym ziarnie stwierdzono, iż stosunek Ca:P; K:Ca, K:(Ca+Mg) a także Ca:Mg i K:Mg odbiegały znacznie od uznanego optimum (tab. 8). Wzajemne proporcje K:(Ca+Mg), Ca:Mg, K:Mg, jak i Ca:P znajdowały się poniżej, zaś proporcja K:Ca powyżej optymalnego stosunku tych składników. DYSKUSJA Właściwości fizyko-chemiczne gleb, na których uprawiano pszenicę, wskazywały na duże ich zróżnicowanie. Najbardziej stabilną cechą badanych gleb okazała się całkowita pojemność sorpcyjna, zaś najmniej stabilną suma kationów zasadowych. Ważnym problemem występującym w produkcji rolniczej jest ponadto nadmierne i stale utrzymujące

się zakwaszenie gleb. W Polsce gleby kwaśne i bardzo kwaśne zajmują około 55% powierzchni użytków rolniczych. Są one podatne na wymywanie kationów zasadowych, których miejsce zajmują kationy kwaśne, przez co pogarszają się warunki wzrostu i rozwoju roślin uprawnych. W badanych gospodarstwach Beskidu Niskiego pszenicę uprawiano na glebach lekko kwaśnych i kwaśnych. W takich warunkach, zdaniem Tkaczyka i Bednarka (2004), występujący w nadmiarze glin ruchomy zmniejsza dostępność składników pokarmowych, a pobieranie ich przez rośliny jest uzależnione od wielu czynników, takich jak: odczyn gleby, zawartość tych składników, czy wysycenie kationami wymiennymi kompleksu sorpcyjnego. Poznanie stopnia wysycenia gleb kationami wymiennymi oraz pojemności sorpcyjnej ma duże znaczenie praktyczne i teoretyczne. Jak podaje Filipek (1990), wyższa pojemność sorpcyjna gleb i zwiększona zawartość tych kationów sprzyja kumulacji pierwiastków w roślinach. Z kolei Adamus i in. (1984) podają, że nawożenie mineralne nie ma zasadniczego wpływu na pojemność sorpcyjną, ponieważ jest to trwała cecha gleb. Bednarek i Lipiński (1998) dowiedli, iż nawożenie fosforem, magnezem oraz wapnowanie prowadzi do poprawy właściwości fizykochemicznych i chemicznych gleby lekkiej poprzez regulację jej odczynu, zwiększenie pojemności sorpcyjnej i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami, a także przez skuteczną eliminację toksycznych jonów glinu ruchomego. O wartości ziarna pszenicy, jako surowca do przetwórstwa spożywczego i paszy dla zwierząt, świadczy jej skład mineralny. W badanym ziarnie stwierdzono 1,85% N; 5,15g. kg -1 K; 3,65 g. kg -1 P; 1,50 g. kg -1 Mg; 0,275 g. kg -1 Ca i 0,011 g. kg -1 Na, w suchej masie ziarna. Wg norm przyjętych przez Bergmanna (1986, 1992) oraz Jarrige i in. (1993) oznacza to, iż ziarno badanej pszenicy charakteryzuje się wystarczającą zawartością fosforu i magnezu, niedoborem wapnia i sodu, zaś zawartość potasu jest nieco powyżej optimum. W świetle wyników badań nawożenie azotem pszenicy, zwłaszcza saletrą amonową, może rzutować na emisję monotlenku di-azotu oraz metanu (Mosier i in. 1998; Sapek 1997). Glaztzel i Stahr (2001) stwierdzili, iż emisja N 2 O jest najbardziej związana z nawożeniem azotem, a najwyższa jej wartość wynosiła w warunkach Niemiec 1,5 kg N 2 O. ha -1. rok -1. Z kolei Glatzel i Stahr (2001) nie udowodnili istotnego wpływu nawożenia azotem ani na ilość emitowanego do atmosfery monotlenku di-azotu ani też metanu [CH 4 ], co tłumaczą jego mineralizacją. W badaniach własnych nie monitorowano emisji N 2 O. Pasza zasobna w fosfor, będący jednym z ważniejszych makroskładników do tworzenia białka zwierzęcego, świadczy o wystarczającym, a nawet zbyt obfitym nawożeniu mineralnym tym składnikiem. Badania Grzebisza i in. (2003) świadczą o ograniczonej

przyswajalności fosforu na glebach zakwaszonych. Przypuszcza się, iż jest to związane z koncentracją jonów glinu, która jest większa na glebach mineralnych. Stąd też zastosowane, jako optymalne w praktyce, dawki fosforu na plantacjach produkcyjnych pszenicy w badanych gospodarstwach Podkarpacia, mogły być zbyt duże. Natomiast niedoborowa zawartość potasu w ziarnie może świadczyć o nieodpowiednim pobieraniu tego pierwiastka przez łan pszenicy, lub też o zastosowaniu zbyt niskiej jego dawki. Pozwoli to w przyszłości regulować dawki nawożenia zarówno fosforem, jak i potasem, stosownie do zapotrzebowania roślin. W gospodarowaniu na plantacjach produkcyjnych szczególnie ważna jest rola wapnia, gdyż pierwiastek ten decyduje o równowadze składników pokarmowych w paszy (Wiśniowska-Kielian i Stępień-Olkuśnik 2001). W badaniach własnych zawartość wapnia w s.m. ziarna była niedoborowa, co należy łączyć z antagonistycznym oddziaływaniem na siebie potasu i wapnia. W konsekwencji fakt ten miał niekorzystny wpływ na jakość ziarna mierzoną stosunkami wapnia do innych pierwiastków. Zdaniem Fotymy i Zięby (1989) wapnowanie na silnie kwaśnych glebach jest niezbędnym zabiegiem gwarantującym udanie się zasiewów pszenicy. Niedobór wapnia w ziarnie pszenicy, jako surowca dla przetwórstwa spożywczego oraz paszy dla zwierząt, można uzupełnić poprzez zastosowanie mieszanek mineralnych w żywieniu zwierząt (Jarrige i in. 1993). Z kolei niewielkie ilości sodu w ziarnie zbóż można wyrównać można przez przeprowadzenie jednorazowego nawożenia solą sodową w ilości ok. 100 kg. ha -1. Na przyswajalność fosforu organicznego istotny wpływ wywiera rozpuszczalność związków i kwasowość roztworu glebowego. Najlepsza rozpuszczalność jest wg Cieśli i Kopera (1990) przy odczynie bliskim obojętnemu lub słabo kwaśnemu. W warunkach gleb lekko kwaśnych i kwaśnych, do jakich należą gleby analizowanych gospodarstw, mogą się tworzyć nierozpuszczalne fosforany żelaza i glinu, przez co mogła się obniżyć ilość fosforu przyswajalnego. W opinii Stypińskiego (2000) w Polsce nie przywiązuje się należytej wagi do nawożenia fosforowo-potasowego. W krajach UE bilanse składników pokarmowych wskazują na znaczne nagromadzenie tych pierwiastków w glebach użytków rolnych, co grozi migracją fosforu do wód gruntowych, a w konsekwencji eutrofizacją zbiorowisk i cieków wodnych. W tych krajach wprowadzono już limity na nawożenie fosforowe. Przy przekroczeniu produkcji fosforu w nawozach organicznych >55 kg. ha -1 rocznie nie wolno zwiększać już pogłowia zwierząt, a maksymalne roczne dawki nawożenia fosforem (w nawozach mineralnych i organicznych) nie mogą przekraczać 87 kg P. Ograniczono też stosowanie dawek potasu, a jego dawki muszą wynikać ze starannie przeprowadzonego bilansu uwzględniającego również ilość potasu wprowadzaną w formie nawozów

organicznych. Być może takie działania trzeba będzie podjąć w Polsce w najbliższym czasie. Dostosowanie zasad nawożenia i dawek nawozów mineralnych na polach uprawnych do wymogów glebowych, ekologicznych i ekonomicznych pozwoli na spełnienie warunków stawianych przez Unię Europejską w zakresie produkcji rolniczej w Polsce. Zastosowanie do obliczeń statystycznych wielomianowej analizy regresji przyczyniło się do wyjaśnienia w większym stopniu stwierdzonych zależności niż to można uczynić za pomocą korelacji prostej. Współczynnik determinacji wszystkich, zamieszczonych w pracy, układów równań spełnił postulowany przez Kranz a i Royal a (1978) poziom 60%, co pozwala uważać przyjętą metodę za wiarygodną. Jednak nieco niższy współczynnik determinacji w przypadku modelu regresji wapnia i sodu pozwala sądzić, że na zawartość tych pierwiastków w ziarnie mają wpływ jeszcze inne czynniki glebowe, bądź meteorologiczne, nieuwzględnione w modelu funkcji. Antagonizm pomiędzy pobieraniem poszczególnych pierwiastków z ziarna pszenicy, zarówno przez ludzi, jak i zwierzęta powoduje, że ważna jest nie tylko zawartość w niej pierwiastków, lecz również wzajemne ich zależności. Wzajemne proporcje składników mineralnych w ziarnie były uzależnione od ich zawartości i masy atomowej. Najważniejszy, ze względów żywieniowych, stosunek potasu do wapnia i magnezu okazał się zbyt niski w badanym ziarnie pszenicy. Nadmierne stężenie potasu w s.m. nie było w stanie zrównoważyć niedoboru wapnia, ani też optymalnej zawartości magnezu. Również stosunek wapnia do magnezu, jak i wapnia do fosforu okazał się nieprawidłowy. Jest to niebezpieczne dla zdrowia, tak ludzi, jak i zwierząt, gdyż pierwiastki te są pobierane przez nie tylko w ilościach koniecznych. Podobne spostrzeżenia, co do wzajemnych stosunków tych pierwiastków w ziarnie pszenicy miała Makarska (2004). Autorka ta dowiodła również, iż zmiany proporcji między jonami K, Ca i Mg są zależne od systemu uprawy. Zdaniem Wyszkowskiego (2002) nawożenie magnezem wpływa dodatnio na wartość stosunków Ca:P, Ca:Mg, K:Mg i K:(Ca+Mg), powodując korzystne z punktu widzenia żywieniowego, ich zawężanie się w fazie dojrzałości technologicznej u wszystkich roślin oraz w każdym stadium rozwojowym pszenic. W badanych gospodarstwach w uprawie pszenicy ozimej nie stosowano dodatkowego nawożenia magnezem. Zalecenia dla praktyki rolniczej powinny, zatem uwzględniać celowość nawożenia mineralnego na polach produkcyjnych pszenicy ozimej, w oparciu o analizy diagnostyczne gleby i roślin. Uzyskane wyniki wskazują jednocześnie na celowość podjęcia odrębnych badań nad dokładnym sprecyzowaniem potrzeb pokarmowych zbóż, zwłaszcza w odniesieniu do fosforu i potasu. Podobne spostrzeżenia miał Wróbel (2000). Z uwagi dużą częstotliwość niedoboru

gleb w fosfor i potas, wnioskować należy o konieczność podjęcia badań nad weryfikacją obowiązujących liczb granicznych tych pierwiastków w glebie. WNIOSKI 1. Badane gleby charakteryzowały się dużym zróżnicowaniem pod względem: sumy kationów zasadowych; stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi oraz zasobności w przyswajalne formy fosforu i potasu. Czynnikiem decydującym o zawartości tych pierwiastków, w glebie, był ich odczyn. 2. Przeciętna zawartość makropierwiastków w ziarniakach pszenicy, z plantacji uprawianych w Beskidzie Niskim, wskazuje na to, że nie został przekroczony górny pułap przewidziany dla tego surowca. Ziarno pszenicy odznaczało się natomiast niedoborem wapnia i sodu. Spośród ocenianych cech składu mineralnego ziarniaków pszenicy najbardziej stabilną okazała się zawartość magnezu, zaś najbardziej zmienną wapń. 3. O zawartości makroskładników w ziarniakach pszenicy ozimej w dużej mierze decydowały właściwości fizyko-chemiczne gleby. Zawartość azotu, fosforu i potasu zależała od kwasowości gleby, sumy kationów zasadowych, całkowitej pojemności sorpcyjnej oraz stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Z kolei zawartość wapnia, magnezu i sodu była uzależniona od kwasowości gleby, mierzonej 1 mol KCl. dm -3, zawartości próchnicy, w warstwie ornej gleby, a w przypadku sodu również od sumy kationów zasadowych i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. 4. Wyznaczone równania regresji wielokrotnej pozwalają prognozować zmiany zawartości oznaczanych makropierwiastków w ziarniakach pszenicy pod wpływem niektórych właściwości gleby (zawartość próchnicy, ph w 1 mol KCl. dm -3, suma kationów zasadowych czy stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. 5. Oceniając wzajemne proporcje składników mineralnych w badanym ziarnie stwierdzono, iż stosunek Ca:P; K:Ca; K:(Ca+Mg) a także Ca:Mg i K:Mg odbiegały znacznie od uznanego optimum. LITERATURA 1. Adamus M., Drozd J., Stanisławska E. 1984. Wpływ zróżnicowanego nawożenia organicznego i mineralnego na niektóre elementy żyzności gleby. Rocz. Gleb. 40, 1, 101 110. 2. Anonim. 1990. Zalecenia nawozowe Cz. I. Liczby graniczne do wyceny zawartości w glebach makro- i mikroelementów. Oprac. Zbiorowe. P (44),Wyd. IUNG Puławy, 26.

3. Bednarek W., Lipiński W. 1998. Kationy wymienne w glebie poddanej oddziaływaniu zróżnicowanego nawożenia mineralnego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 456, 147 151. 4. Bergmann W. 1986. Bemerkungen und Tabellen zur analytischen Pflanzdiagnose der Pflanzen oder Blattanalyse. VEB Fischer Verlag, Jena. 5. Bergmann W. 1992. Nutritional disorders of plants development visual and analytical Diagnosis. VEB Gustaw Fischer Verlag, Jena-Stuttgard-New York. 6. Cieśla W., Koper J. 1990. Wpływ wieloletniego nawożenia mineralno-organicznego na ukształtowanie się poziomu fosforu organicznego i przyswajalnego oraz aktywności enzymatycznej gleby. Rocz. Gleb., 41 (3/4), 73-83. 7. Domska D., Wojtkowiak K., Warechowska M. 2004. Wpływ techniki nawożenia na plonowanie i jakość ziarna pszenżyta. Cz. III. Wartość odżywcza i technologiczna. Zesz. Probl. PNR, 502, 61-69. 8. Filipek T. 1990. Kształtowanie się równowagi jonowej w życie w zależności od wysycenia gleb kationami. Rocz. Gleb. 41, 1/2, 133 143. 9. Fotyma M., Zieba S., 1989: Wapnowanie czym, jak, dlaczego? PWRiL, 5-52. 10. Glaztzel S., Stahr K. 2001. Methane and nitrous oxide exchange in differently fertilized grassland in southern Germany. Plant & Soil, 231 (1), 21-35. 11. Grzebisz W., Potarzycki J., Biber M., Szczepaniak W. 2003. Reakcja roślin uprawnych na nawożenie fosforem. Journal of Elementology, 8 (3), 83-94. 12. Jarrige R. (red.) 1993. Żywienie przeżuwaczy. Wyd. PAN, Jabłonna, 8-383. 13. Kranz J., Royale D. L. 1978. Perspectives in mathematical modelling of plant disease epidemics. Plant disease epidemiology. Ed. Scott P.R. Bainbridge A. Blackwell-Scien. Public. 14. Makarska E. 2004. Skład mineralny ziarna ozimej pszenicy chlebowej w zależności od zróżnicowanego następstwa roślin i biostymulacji laserowej. 9(2), 11-17. 15. Mosier A.R., Kroeze C., Newison C., Oenema O., Seitzinger S., van Cleemput O. 1998. Closing the global atmospheric N2O budget. Nitrous oxide emissions through the agricultural cycle. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 225-248. 16. Sapek A. 1997. Nitrogen balances in permanent grassland. Pr. Zbior. Red. SC. Jarvis, B.F. Pain. Wallingford: CAB International, 391-396. 17. Stypiński P. 2000. Stan gospodarki na użytkach zielonych w Europie. Kierunki zmian w ostatnim 20-leciu. Wieś Jutra, 4, 1-4. 18. Tkaczyk P., Bednarek W. 2004. Wpływ wapnowania, nawożenia azotem i fosforem na wysycenie kompleksu sorpcyjnego gleby kationami wymiennymi. Annales UMCS, E-59 (4), 1521 1526. 19. Wiśniowska-Kielian B., Stępień-Olkuśnik S. 2001. Zmiany zawartości makroelementów w runi pastwiskowej w ciągu okresu wegetacyjnego. Biul. Magnezol., 6 (3), 691-699. 20. Wróbel S. 2000. Wpływ wieloletniego produkcyjnego użytkowania pól uprawnych na zaopatrzenie gleb i pszenicy jarej w mikroelementy. Zesz. Prob. PNR, 471, 619-626. 21. Wyszkowski M. 2002. Wpływ magnezu na kształtowanie plonów i wzajemnych relacji między niektórymi jonami w roślinach. Rozprawy i Monografie,52, 1-92. Tabela 1. Podstawowe dane agrotechniczne pszenicy ozimej Table 1. Winter wheat's basic agricultural data Gospodarstwo Przedplon Farm Forecrop 1 2 3 4 owies ziemniak burak ziemniak Nawożenie Fertilization NPK (kg. ha -1 ) 90:50:80 110: 60: 80 100: 50: 60 100 :50 :70 Jesienne nawożenie N Autumn fertilization N (kg. ha -1 ) 40 40 20 30 Nawożenie pogłówne N Topfertilization of N (kg. ha -1 ) 50 70 80 70 Termin siewu Dekada/miesiąc Sowing date Decade/month 3/IX 1/X 3/IX 3/IX Obsada roślin Plant density (szt.. m -2 ) 600 450 500 550 Ochrona roślin Plant protection + _

Tabela 2. Skład granulometryczny gleby [%] Table 2.Composition granulation of soil [%] Gospodarstwo Farm Procentowa zawartość frakcji o średnicy Percentage content of fraction in diameter (mm) 1-0,1 mm 0,1-0,05 0,06-0,02 0,02-0,005 0,006-0,002 < 0,002 1 17 6 34 19 10 14 2 5 7 45 26 7 10 3 11 9 38 26 6 10 4 16 11 35 16 6 16 Typ gleby Soil type gsp silty medium loam płi silt loam płi silt loam płi silt loam Tabela 3. Zawartość przyswajalnych form P 2 O 5, K 2 O i MgO w glebie [g. kg -1 gleby] Table 3. Content of assimilable forms of P 2 O 5, K 2 O and MgO in soil [g. kg -1 of soil] Gospodarstwo Farm Zawartość przyswajalnych form pierwiastków [g. kg -1 gleby] Content of assimilable forms of elements [g. kg -1 of soil] P 2 O 5 K 2 O MgO 1 2 3 4 24,07 9,05 11,07 3,09 21,47 14,07 29,77 15,13 10,98 9,25 13,25 14,97 V* 75,28 34,90 20,69 *współczynnik zmienności [%] variability of coefficient [%] Tabela 4. Niektóre właściwości fizyczne i chemiczne gleby Table 4.Some physical and chemical properties of soil Gospodarstwo Farm 1 2 3 4 ph w KCL 5,88 4,14 6,01 4,64 Węgiel organiczny Organic carbon [g. kg -1 ] 9,9 10,0 11,2 7,2 Próchnica Humus [%] 1,71 1,72 1,93 1,24 H h [cmol (+). kg -1] 1,35 5,55 1,72 2,70 S TEB [cmol (+). kg -1] ] 10,0 2,9 8,4 5,5 T CEC [cmol(+). kg -1] ] 11,35 8,45 10,12 7,70 V [cmol (+).kg -1] ] 88,10 34,31 83,00 71,42 NIR-LSD 0,26 0,5 0,08 0,08 0,34 0,47 3,46 V* [%] 17,84 18,54 17,84 17,60 46,93 17,48 35,09 *współczynnik zmienności variability coefficient; Hh kwasowość hydrolityczna hydrolytic acidity; S suma kationów zasadowych total exchangeable bases; T; CEC całkowita kationowa pojemność sorpcyjna cation exchangeable capacity, V stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi base saturation of soil. Tabela 5. Statystyczna charakterystyka zmiennych zależnych i niezależnych Table 5. Statistical characteristics of dependent and independent variables Cechy Traits Zmienne niezależne - Independent variables Kwasowość gleby - Soil acidity [ph w KCL] Zawartość próchnicy - Content of humus [%] Kwasowość hydrolityczna - Hydrolitic acidity [cmol(+). kg -1] ] Suma kationów zasadowych - Total exchangeable bases [cmol(+). kg -1] ] Całkowita pojemność sorpcyjna Total sorptive capacity [cmol(+). kg -1] ] Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi - Base saturation of soil [cmol(+). kg -1] ] Azot Nitrate [% DM] Fosfor Phosphorus [g. kg -1 DM] Potas Potassium [g. kg -1 DM] Wapń Calcium [g. kg -1 DM] Magnez Magnezium [g. kg -1 DM] Sód - Sodium [g. kg -1 DM] Średnia arytmetyczna Arithmetical means 5,168 1,665 1,650 6,700 9,405 69,208 Zmienne zależne - Dependent variables 1,865 3,655 5,150 0,275 1,500 0,011 Ochylenie standardowe Standard deviations 0,922 0,297 0,292 3,144 1,645 24,289 0,188 0,500 0,574 0,570 0,082 0,002 Współczynnik zmienności Variability coefficient [%] 17,850 17,850 17,670 46,930 17,490 35,100 1,006 13,700 11,160 18,180 5,440 17,610

Tabela 6. Współczynniki korelacji prostej Table 6. The correlation coefficients Y1 y2 y3 y4 y5 y6 x1 x2 x3 x4 x5 x6 y1 1,00 y2 0,92 1,00 y3 0,83 0,87 1,00 y4-0,83-0,73-0,41 1,00 y5 0,54 0,49 0,85 0,00 1,00 y6 0,07 0,30-0,17-0,44-0,65 1,00 x1 0,70 0,91 0,69-0,61 0,22 0,60 1,00 x2 0,18 0,33-0,17-0,59-0,66 0,97 0,57 1,00 x3 0,20 0,32-0,19-0,64-0,67 0,95 0,52 0,99 1,00 x4 0,56 0,84 0,72-0,36 0,34 0,48 0,96 0,39 0,33 1,00 x5 0,22 0,56 0,27-0,29-0,19 0,83 0,85 0,73 0,66 0,86 1,00 x6 0,72 0,91 0,91-0,38 0,62 0,19 0,89 0,13 0,08 0,94 0,64 1,00 y1 - azot - N, y2 - fosfor - P, y3 - potas - K, y4 - wapń - Ca, y5 - magnez - Mg, y6 - sód - Na, x1 - kwasowość gleby - ph - Soil acidity; x2 - zawartość próchnicy, x3 - kwasowość hydrolityczna, x4 - suma kationów zasadowych total exchangeable bases; x5 - T całkowita kationowa pojemność sorpcyjna cation exchangeable capacity, x6 - V stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi base saturation of soil. Tabela 7. Wartości cząstkowych współczynników regresji makropierwiastków w ziarnie zbóż przy poziomie istotności w stosunku do zmiany wartości zmiennych niezależnych o jednostkę Table 7. The value of partial coefficients of regression macroelements in cereals' grain of significance.05 in relation to change of value of independent variables about unit Cechy Traits Azot - Nitrate Fosfor - Phosphorus Potas - Potassium Wapń - Calcium Magnez - Magnezium Sód - Sodium Wyraz wolny Free word 0,135 0,0001 0,638 0,049 0,123 0,00016 Kwasowość gleby Soil acidity 0,315 0,159-0,094-0,002 0,073-0,00013 Zawartość próchnicy - Content of humus Zmienne niezależne - Independent variables Kwasowość hydrolityczna - Hydrolitic acidity -0,006 0,125 0,00059 0,00053 Suma kationów zasadowych - Catfish of basic cations 0,207-0,0007 0,001 0,00017 Całkowita pojemność sorpcyjna - Total sorptive capacity 0,024-0,038 Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi - Base saturation of soil 0,019-0,001 0,0005 0,002 Współczynnik determinacji Variability of coefficient [%] 100,00 94,11 97,09 68,01 100,00 63,03 Tabela 8. Relacje składników mineralnych w s.m. ziarna pszenicy (średnie ważone z lat 2004-2006) Table 8. Mineral components relations in DM wheat s grain (weighted mean for 2004-2006) Gospodarstwo K : (Ca + Mg) Ca : Mg K : Ca K : Mg Ca : P Farm 1 2 3 4 0,98 0,85 1,05 0,96 0,12 0,13 0,08 0,11 9,05 7,35 14,09 9,40 1,10 0,95 1,14 1,07 0,08 0,10 0,05 0,08 Średnia - Mean 0,96 0,11 6,21 1,07 0,08

250 25,0 20,0 Rainfalls [mm] 200 150 100 50 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0 Air temperature [ C] 0 IV V VI VII VIII IX X XI IV V VI VII VIII IX X XI IV V VI VII VIII IX X XI 2003 2004 2005-25,0 Miesięczna suma opadów w latach 2003-2005 - The monthly sum of rainfalls in the years 2003-2005 Miesięczna suma opadów w latach 1975-2000 - The monthly sum of rainfalls in the years 1975-2000 Średnia temperatura powietrza w latach 2003-2005 The average air temperature in the years 2003-2005 Średnia temperatura powietrza w latach 1975-2000 - The average air temparature in the years 1975-2000 Rys. 1. Opady i temperatura powietrza w okresie wegetacji pszenicy wg stacji meteorologicznej w Krośnie Fig. 1. Rainfalls and air temperature in vegetation period of wheat according to meteorological Station in Krosno