Wpływ nawożenia siarką na planowanie owsa i ziemniaka
Transkrypt
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