Wpływ nawożenia siarką na planowanie owsa i ziemniaka

WPŁYW NAWOŻENIA SIARKĄ NA PLONOWANIE
OWSA I ZIEMNIAKA
Justyna Grochowska
Opiekun naukowy dr Bożena Barczak
Koło Naukowe Chemii Rolnej
Opiekun Koła dr inż. Barbara Murawska
Wydział Rolniczy,
Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy
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
siarczanu amonu i dawki 40 kg S*ha-1 w formie siarczanu potasu. W badaniach uzyskano
statystycznie potwierdzony wzrost plonu bulw ziemniaka po zastosowaniu siarczanu potasu w
dawkach 20 i 40 kg S*ha-1 i Wigoru w dawce 40 kg S*ha-1. Wykazano, że dawka 40 kg S*ha-1
zastosowana w formie siarczanu potasu i Wigoru 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
siarczanu amonu (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 TechnicznoRolniczej 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 siarczanu amonu. Roślinom dostarczono siarkę w
podanych poniżej ilościach, według schematu:
Obiekt kontrolny - 0 kg S/ha
Obiekt „Siarczan amonu 20S” - 20 kg S/ha w postaci siarczanu amonu
Obiekt „Siarczan amonu 40S” - 40 kg S/ha w postaci siarczanu amonu
Obiekt „Siarczan potasu 20S” - 20 kg S/ha w postaci siarczanu potasu
Obiekt „Siarczan potasu 40S” - 40 kg S/ha w postaci siarczanu potasu
Obiekt „Wigor 20S” - 20 kg S/ha w postaci nawozu Wigor
Obiekt „Wigor 40S” - 40 kg S/ha w postaci nawozu Wigor
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 siarczanu
Rys. 1. Plon ziarna owsa
t*ha-1
5,0
4,62
4,55
4,65
4,69
4,55
4,64
2,0
4,73
3,0
4,51
4,0
1,0
0,0
Kontrola siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
obiekt naw ozow y
Wigor
20S
Wigor
40S
średnia
NIRp=95% = n.u
amonu 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 siarczanu potasu i nawozu Wigor
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 siarczanu amonu 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 Wigor w dawce 20 kgS*ha-1 uzyskano plon słomy równy temu jaki
zebrano z obiektu nienawożonego siarką.
8,12
siarczan
amonu
40S
siarczan siarczan
potasu
potasu
20S
40S
Wigor
20S
Wigor
40S
średnia
NIRp=95% = n.u
obiekt nawozowy
obiekt nawozowy
Wigor
20S
Wigor
40S
16,78
16,4
16,93
16,67
17,77
siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
17,13
16,03
Kontrola
16,5
Rys. 3. Zawartość azotu w ziarnie owsa
g*kg-1
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
7,87
8,4
siarczan
amonu
20S
7,74
7,95
Kontrola
7,86
7,52
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
7,52
Rys. 2. Plon słomy owsa
t*ha-1
średnia
NIRp=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 siarczanem amonu w
dawce 20 kgS*ha-1 (rys. 3) (wzrost o 10,9% w stosunku do obiektu kontrolnego). Na obiektach
gdzie stosowano Wigor i siarczan potasu w obydwu dawkach uzyskano zbliżoną zawartość azotu
ogólnego w ziarnie (średnio16,63 g*kg-1).
Rys. 4. Plon białka ogólnego w ziarnie owsa
kg*ha-1
600,0
500,0
484,34
479,9
496,43
473,7
466,13
100,0
497,22
200,0
524,76
300,0
452,26
400,0
0,0
Kontrola siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
Wigor
20S
średnia
NIRp=95% = 29,249
obiekt nawozowy
siarczan
amonu
20S
siarczan
amonu
40S
siarczan siarczan
potasu
potasu
20S
40S
obiekt nawozowy
Wigor
20S
Wigor
40S
0,69
0,80
0,67
0,77
0,68
0,60
0,48
Kontrola
0,80
Rys. 5. Zawartość siarki w ziarnie owsa
g*kg-1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Wigor
40S
średnia
NIRp=95% = 0,047
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 siarczan amonu 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 siarczanu potasu w dawce
20 kgS*ha-1 i Wigoru 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 średnia 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 siarczanu amonu i Wigoru. Siarczan
amonu 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 Wigor i w obydwu dawkach siarczan potasu
powodowały istotny wzrost plonu bulw (rys.6). Wzrost ten wynosił 5,15 t*ha-1 dla nawożenia
Wigorem oraz 4,56 i 2,43 t*ha-1 dla siarczanu potasu 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 siarczanu amonu, który podwyższał plon bulw o 0,79 t*ha-1 .
Rys. 6. Plon bulw ziemniaków
t*ha-1
25,0
21,01
siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
23,84
Kontrola
20,41
23,25
19,48
5,0
18,69
10,0
20,27
15,0
21,12
20,0
0,0
obiekt nawozowy
Wigor
20S
Wigor
40S
średnia
NIRp=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 siarczanem
amonu. Najwyższe zawartości azotu odnotowano na obiektach nawożonych dawką 40 kg S*ha-1 w
postaci siarczanu potasu i Wigoru. 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.
Wigor
20S
Wigor
40S
14,32
15,63
siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
14,37
15,17
13,67
Kontrola
13,60
13,30
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
14,50
Rys. 7. Zawartość azotu w bulwach ziemniaków
g*kg-1
średnia
NIRp=95% = n.u
obiekt nawozowy
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 Wigorem w dawce 40 kg S*ha-1, a w dalszej kolejności
siarczanem potasu w tej samej ilości. Natomiast zbliżony przedział wartości uzyskano na
obiektach nawożonych siarczanem amonu w dawce 40 kg S*ha-1 oraz Wigorem w ilości 20 kg
S*ha-1.
Rys. 8. Plon białka w bulwach ziemniaków
kg*ha-1
600,0
481,93
590,53
484,53
450,20
100,0
453,42
200,0
432,70
300,0
406,61
400,0
555,55
500,0
0,0
Kontrola siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
obiekt nawozowy
Wigor
20S
Wigor
40S
średnia
NIRp=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 Wigorem w dawce20 kg S*ha-1. Najwięcej skrobi, tj. 17,73% oznaczono w bulwach
pochodzących z poletek nawożonych siarczanem potasu w ilości 20 kg S*ha-1. Wysoką zawartość
skrobi odnotowano również w wyniku zastosowania siarczanu amonu 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.
Wigor
20S
Wigor
40S
16,43
16,43
siarczan siarczan siarczan siarczan
amonu
amonu
potasu
potasu
20S
40S
20S
40S
15,03
Kontrola
16,00
16,06
17,73
16,33
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
17,43
Rys. 9. Zawartość skrobi w bulwach ziemniaków
[%]
średnia
NIRp=95% = n.u
obiekt nawozowy
Rys. 10. Plon skrobi w bulwach ziemniaków
t*ha-1
5,0
4,0
siarczan
amonu
40S
siarczan siarczan
potasu
potasu
20S
40S
3,45
siarczan
amonu
20S
3,93
Kontrola
3,07
3,75
3,72
3,54
1,0
3,12
2,0
3,05
3,0
0,0
obiekt nawozowy
Wigor
20S
Wigor
40S
średnia
NIRp=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
Wigoru 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 Wigoru. 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
Wigorem w dawce 40 kg S*ha-1.
Rys. 11. Zawartość siarki w bulwach ziemniaków
g*kg-1
2,0
1,28
siarczan siarczan
potasu
potasu
20S
40S
1,47
siarczan
amonu
40S
1,27
1,23
siarczan
amonu
20S
1,30
1,37
0,5
0,90
1,0
1,40
1,5
0,0
Kontrola
Wigor
20S
obiekt nawozowy
Wigor
40S
średnia
NIRp=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 siarczanu amonu.
3. Plon białka ogólnego ziarna owsa wzrastał pod wpływem dawki 20 i 40 kg S*ha-1
zastosowanej w formie siarczanu amonu i dawki 40 kg S*ha-1 w formie siarczanu potasu.
4. W badaniach uzyskano statystycznie potwierdzony wzrost plonu bulw ziemniaka po
zastosowaniu siarczanu potasu w dawkach 20 i 40 kg S*ha-1 i Wigoru w dawce 40 kg S*ha1
.
5. Dawka 40 kg S*ha-1 zastosowana w formie siarczanu potasu i Wigoru 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