stan aktualny i perspektywy zastosowania uproszczeń uprawowych

stan aktualny i perspektywy zastosowania uproszczeń uprawowych

4
Dr inż. JANUSZ SMAGACZ
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – PIB w Puławach
STAN AKTUALNY I PERSPEKTYWY ZASTOSOWANIA
UPROSZCZEŃ UPRAWOWYCH POD ROŚLINY ZBOŻOWE
W ŚWIETLE BADAŃ IUNG-PIB
Podstawowym zadaniem uprawy roli jest stworzenie
w glebie jak najkorzystniejszych warunków dla wzrostu i
rozwoju roślin uprawnych. W przeszłości, tj. do momentu
wprowadzenia do rolnictwa przemysłowych środków produkcji (sztuczne nawozy mineralne, środki ochrony roślin, w tym
głównie herbicydy) uprawa roli była elementem agrotechniki
o podstawowym znaczeniu dla wielkości i stabilności uzyskiwanych plonów roślin. Jej znaczenie sprowadzało się do:
• udostępniania składników pokarmowych dla roślin, w tym
głównie azotu, w wyniku lepszego napowietrzenia gleby
i szybszej mineralizacji resztek pożniwnych i glebowej
substancji organicznej,
• ograniczenia zachwaszczenia, ponieważ był to jedyny
i skuteczny sposób jego redukcji w produkcji polowej.
Podstawowym zabiegiem uprawowym była orka wykonywana pługiem odkładnicowym, natomiast inne narzędzia uzupełniały tylko braki w jego działaniu, stąd był to płużny system
uprawy roli. Dla naszych warunków został opracowany przez
Świętochowskiego tzw. polski system uprawy roli złożony
z pięciu zespołów uprawek, tj. pożniwnych, przedsiewnych
jesiennych (pod oziminy), przedsiewnych wiosennych (pod
rośliny jare), przedzimowych oraz pielęgnacyjnych.
W ostatnich latach zadania uprawy roli uległy pewnemu
przewartościowaniu [Smagacz, Madej 2012] i obecnie polegają głównie na:
• gromadzeniu wody w glebie i ograniczeniu bezproduktywnych jej strat,
• stworzeniu warunków do uzyskania szybkich i wyrównanych wschodów oraz ograniczaniu konkurencji dla
uprawianej rośliny ze strony chwastów i samosiewów
rośliny przedplonowej, szczególnie w początkowym
okresie wzrostu,
• zwiększeniu biologicznej aktywności gleby,
• ograniczeniu nasilenia erozji wodnej i wietrznej,
• wymieszaniu z glebą resztek pożniwnych rośliny przeplonowej oraz nawozów naturalnych, organicznych i
mineralnych,
• osiągnięciu optymalnego zagęszczenia poszczególnych
warstw gleby z utrzymaniem płynnego przejścia pomiędzy
warstwą orną i podorną oraz poprawa struktury gleby.
We współczesnym rolnictwie uprawa roli powinna dodatkowo niwelować ujemne skutki technologii produkcji
stosowanych na danym polu, a w szczególności:
• likwidować zagęszczenie gleby spowodowane licznymi
przejazdami ciągników i maszyn,
• likwidować głębokie koleiny pozostające po zbiorze i
transporcie ziemiopłodów w warunkach dużego uwilgotnienia gleby,
• mieszać z większą warstwą gleby pozostałości niektórych
herbicydów i w ten sposób ograniczać ich ewentualne
ujemne oddziaływanie na rośliny następcze.
Obecnie w rolnictwie wyróżniamy zasadniczo trzy
systemy uprawy roli:
• tradycyjny – płużny,
• bezorkowy – bezpłużny, pług zastępowany jest innymi
narzędziami uprawowymi, np. broną talerzową, kultywatorem ścierniskowym, spulchniaczem obrotowym,
NAUKA ● DORADZTWO ● PRAKTYKA
• siew bezpośredni – siew w rolę nieuprawioną, tj. od zbioru
przedplonu do wysiewu rośliny następczej nie wykonuje się
żadnych zabiegów uprawowych.
W ostatnich latach w ramach koncepcji rozwoju rolnictwa zrównoważonego upowszechnia się tzw. konserwującą (zachowawczą)
uprawę roli, której celem jest ochrona środowiska przyrodniczego,
wzrost żyzności gleby oraz racjonalne zmniejszenie nakładów bez
wyraźnego ujemnego wpływu na plonowanie roślin. Do głównych
zalet konserwującej uprawy roli należy:
1. Pozostawienie na powierzchni gleby resztek pożniwnych
lub międzyplonów w formie mulczu nawet na okres zimy, w
celu ochrony gleby przed erozją wodną i wietrzną (w miejsce
tradycyjnych płodozmianów przeciwerozyjnych), poprawy jej
struktury oraz ograniczenia zlewności i podatności gleby na
zaskorupianie. Dodatkowo zwiększa to biologiczną aktywność
gleby i zasiedlenie jej przez różnorodną faunę glebową, a
głównie dżdżownice. Pokrycie gleby mulczem poprawia także
wsiąkalność wody w głąb profilu glebowego i ogranicza jej
spływy oraz parowanie z powierzchni pola.
2. Ograniczenie intensywności i głębokości uprawy w celu zmniejszenia tempa mineralizacji próchnicy.
3. Zmniejszenie strat azotu z gleby powstających w wyniku wymywania azotanów, gdyż uprawiane międzyplony pobierają je z
gleby do późnej jesieni, a mniej intensywna uprawa spowalnia
tempo uwalniania się ze związków organicznych.
4. Utrzymanie równomiernego zagęszczenia całego poziomu
orno-próchnicznego gleby – lepsze warunki do ukorzeniania
się roślin, gleba mniej podatna na zagęszczenie podczas przejazdów ciągnikami i maszynami.
5. Zmniejszenie nakładów na uprawę roli o 20-30% (zużycia
paliwa i czasu pracy, których udział w kosztach bezpośrednich
ponoszonych na uprawę systematycznie rośnie z uwagi na
postępujący wzrost cen).
Należy zaznaczyć, że współczesne rolnictwo dysponuje już
odpowiednimi środkami produkcji (nawozy mineralne, środki
ochrony roślin), które mogą w znaczny sposób kompensować
wpływ uproszczeń uprawowych na plonowanie roślin, a dzięki
znacznemu postępowi w technice rolniczej (dostępność maszyn
i narzędzi umożliwiających precyzyjne umieszczenie nasion w
Fotografia 1. Pszenica uprawiana techniką siewu bezpośredniego
foto: J. Smagacz
kwiecień-czerwiec 2 (175) 2013
5
glebie) zmniejsza się wpływ uprawy roli na plonowanie roślin. Dlatego należy kierować się zasadą:
zabiegów uprawowych powinno się stosować
tak dużo jak to jest konieczne, aby stworzyć
roślinie uprawnej korzystne warunki wzrostu i
rozwoju, a zarazem tak mało, jak to jest możliwe.
Prace dotyczące uproszczeń uprawowych w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – PIB
w Puławach (IUNG-PIB) prowadzone są od wielu
lat, jednak kompleksowe badania w tym zakresie
podjęto stosunkowo niedawno [Smagacz 2012].
W opracowaniu przedstawiono jedynie fragment
badań dotyczący oceny produkcyjno-ekonomicznej różnych systemów uprawy roli dla zbóż, tj.
pszenicy ozimej i jęczmienia jarego. Podstawą
oceny porównywanych technik uprawy roli były
Fotografia 2. Siewnik do siewu w mulcz na doświadczeniu w Rogowie
wyniki wieloletnich doświadczeń łanowych (każdy
foto: J. Smagacz
eksperyment założono na powierzchni około 9 ha)
przeprowadzonych w różnych regionach Polski, w których porównywano ze
scowościach przyjęto zmianowania roślin najlepiej
sobą trzy systemy uprawy roli:
dostosowane do lokalnych warunków klimatyczno• uprawę tradycyjną (płużną) – z pożniwnym pozostawianiem słomy w posta-glebowych, jednak w każdym z nich występowała
ci sieczki, orką średnią z doprawieniem roli tradycyjnymi narzędziami (TT),
pszenica ozima.
• uprawę uproszczoną – opartą na zastosowaniu kultywatora lub brony
Zróżnicowanie siedliskowe wyrażone lokalitalerzowej (uprawa bezpłużna) z pożniwnym pozostawianiem słomy w
zacją doświadczeń łanowych znalazło odbicie w
postaci sieczki (TU),
uzyskanych plonach. Najwyższą wydajność ziarna
• siew bezpośredni wykonany specjalnym siewnikiem, z mulczowaniem
pszenicy ozimej (niezależnie od systemu uprawy
powierzchni gleby rozdrobnioną słomą (TSB).
roli) uzyskano na ciężkich glebach zlokalizowanych
W obiektach TT i TU stosowano mechaniczno-chemiczną walkę z chwana „Kępie” w Puławach i w gospodarstwie indywistami dostosowaną do stanu zachwaszczenia i fenofazy uprawianej rośliny.
dualnym w Rogowie (powiat zamojski), mniejsze
W obiekcie TSB (siew bezpośredni) całokształt walki z chwastami oparto na
na glebie średniej w Baborówku (powiat szamostosowaniu odpowiednio dobranych herbicydów. W poszczególnych miejtulski), natomiast najmniejsze na lekkiej glebie w
Jelczu-Laskowicach (powiat oławski) – tabela 1.
Tabela 1. Plonowanie pszenicy ozimej w zależności od systemu uprawy roli i
System uprawy roli w różnym stopniu modyfikosiedliska (średnio za 4 lata badań)
wał plonowanie pszenicy ozimej w poszczególnych
System
Plonowanie pszenicy [t/ha]
Średnio
punktach doświadczalnych (miejscowościach).
uprawy roli
Pszenica najsilniej na postępujące uproszczeKępa- Rogów Baborówko Laskowice
Puławy
nia uprawowe zareagowała na glebie lekkiej w
Jelczu-Laskowicach, gdzie w warunkach siewu
Uprawa
7,68
7,41
6,50
5,15
6,68
płużna
bezpośredniego uzyskano aż 19% mniejszą jej
wydajność w porównaniu z uprawą płużną, natoUprawa
8,28
7,50
6,38
4,88
6,76
uproszczona
miast w przypadku uprawy uproszczonej różnica
ta nie była już tak duża i wyniosła około 5%. Na
Siew
8,00
7,10
5,91
4,17
6,30
bezpośredni
glebie średniej (Baborówko) względne spadki
plonu ziarna były mniejsze i sięgały maksymalnie
Średnio
7,99
7,34
6,26
4,73
6,58
9%, natomiast na glebach ciężkich (Kępa-Puławy,
Źródło: opracowanie własne
Rogów) produkcyjność tego gatunku była podobna
(siew bezpośredni), a nawet nieco większa (uprawa
Tabela 2. Plonowanie jęczmienia jarego w zależności od systemu uprawy roli i
uproszczona), jak w obiekcie kontrolnym – pszenica
siedliska (średnio za 4 lata badań)
ozima uprawiana systemem płużnym (tab. 1).
System uprawy roli
Plonowanie jęczmienia jarego
Średnio
Produkcyjność jęczmienia jarego była oceniana
[t/ha]
jedynie w dwóch siedliskach, a przeciętna jego
Baborówko
Laskowice
wydajność za lata 2007-2010 ukształtowała się na
Uprawa płużna
4,26
3,40
3,83
poziomie około 3,6 t/ha (tab. 2). System uprawy roli
dość silnie modyfikował produkcyjność jęczmienia
Uprawa uproszczona
4,38
2,98
3,68
w Laskowicach na spiaszczonej glinie lekkiej, gdzie
Siew bezpośredni
4,41
2,29
3,35
ubytki plonu ziarna sięgały 12% w przypadku zaŚrednio
4,35
2,89
3,62
stosowania uprawy uproszczonej, zaś dla siewu
Źródło: opracowanie własne
bezpośredniego wyniosły aż 33%. W Baborówku
natomiast, na glebie brunatnej wytworzonej z piaTabela 3. Obsada roślin po wschodach pszenicy ozimej w zależności od
sku gliniastego lekkiego nie stwierdzono istotnego
systemu uprawy roli i siedliska (średnio za 4 lata badań)
wpływu zróżnicowanej uprawy roli na produkcyjność
System
Obsada roślin [szt./m2]
Średnio
tego zboża (tab. 2).
uprawy roli
Baborówko Laskowice Kępa- Rogów
Podstawową przyczyną mniejszej produkcyjPuławy
ności zbóż (pszenicy ozimej, jęczmienia jarego) na
Uprawa płużna
376
388
397
273
359
obiektach z uprawą uproszczoną lub siewem bezpośrednim była mniejsza obsada roślin, co vprzeUprawa
365
335
386
288
344
stawiono w tabeli 3 na przykładzie doświadczeń
uproszczona
z pszenicą ozimą. Przeciętne ubytki w obsadzie
Siew
327
312
369
235
311
roślin tego gatunku przy zastosowaniu uproszczeń
bezpośredni
w uprawie roli wyniosły 4-12%, ale w skrajnych
Źródło: opracowanie własne
kwiecień-czerwiec 2 (175) 2013
NAUKA ● DORADZTWO ● PRAKTYKA
6
Tabela 4. Zachwaszczenie łanu oraz porażenie systemu
korzeniowego i dolnych międzywęźli pszenicy ozimej przez
patogeny podstawy źdźbła w zależności od systemu uprawy roli
System
uprawy roli
Uprawa
płużna
Uprawa
uproszczona
Siew
bezpośredni
Liczba
chwastów
[szt./m2]
A
B
Indeksy
porażenia
korzeni [%]
A
B
Indeksy
porażenia
pędów [%]
A
B
4,4
11,8
12,1
22,6
42,0
47,4
16,8
24,6
3,4
21,8
18,4
27,9
15,2
30,4
3,7
23,4
14,8
24,4
A – przedplon dobry (groch), B – przedplon zły (pszenica ozima)
Źródło: opracowanie własne
Tabela 5. Koszty bezpośrednie oraz pracochłonność uprawy
pszenicy ozimej
Wyszczególnienie
Laskowice – gleba lekka
Koszty bezpośrednie [zł]:
– materiał siewny
– nawozy mineralne
– środki ochrony roślin
– siła pociągowa (koszty paliwa)
Nakłady:
– praca żywa [rbh]
– praca uprzedmiotowiona [cnh]
Wartość produkcji:
– zł
–%
Rogów – gleba ciężka
Koszty bezpośrednie [zł]:
– materiał siewny
– nawozy mineralne
– środki ochrony roślin
– siła pociągowa (koszty paliwa)
Nakłady:
– praca żywa [rbh]
– praca uprzedmiotowiona [cnh]
Wartość produkcji:
– zł
–%
System uprawy roli
płużny uprosz- siew bezczony pośredni
289
789
351
279
289
789
351
202
289
789
445
141
8,9
6,7
8,1
6,0
6,7
4,8
3304
100
3131
95
2749
83
265
862
769
291
265
862
769
244
265
862
836
168
8,2
7,2
7,6
6,6
7,0
6,0
4637
100
4596
99
4542
98
Źródło: Madej, Krasowicz 2010 (maszynopis)
przypadkach różnica sięgała aż 20, w porównaniu z obsadą
roślin stwierdzoną na obiekcie z uprawą płużną (tab. 3).
Uproszczenia w uprawie roli powodują zwykle wzrost
zachwaszczenia, w tym głównie przez uciążliwe gatunki chwastów. Zjawisko to ulega dalszemu pogłębieniu zwłaszcza w
niekorzystnych stanowiskach, tj. uprawy zbóż po przedplonach
kłosowych, na co wskazują m.in. badania przeprowadzone
przez IUNG-PIB na glebie kompleksu pszennego dobrego na
polach doświadczalnych w Rogowie (tab.4). Podobne zależności zanotowano również w przypadku porażenia roślin przez
patogeny powodujące choroby podstawy źdźbła na systemie
korzeniowym i dolnych międzywęźlach roślin. Jednocześnie
stwierdzono korzystny wpływ uproszczeń w uprawie roli na stopień porażenia roślin przez patogeniczne grzyby, a potwierdzają
to mniejsze wartości indeksów porażenia dla pszenicy ozimej
uprawianej techniką uproszczoną oraz systemem siewu bezpośredniego w porównaniu z obiektem kontrolnym – pszenicą
ozimą uprawianą systemem płużnym (tab. 4).
Istotnym elementem oceny zastosowania uproszczeń
uprawowych w uprawie zbóż, obok oceny produkcyjnej i
przyrodniczej, jest analiza ekonomiczna takiego modelu
produkcji. Wyniki badań wskazują wyraźnie, że analizę taką
należy prowadzić w sposób zindywidualizowany, odnosząc ją
do warunków konkretnego gospodarstwa i rośliny, ponieważ
warunki siedliskowe oraz przebieg pogody w danym roku
mogą znacząco ją modyfikować. Przykładowe wyliczenia
przedstawiono dla pszenicy ozimej uprawianej w latach 20072010 w Jelczu-Laskowicach na glebie lekkiej oraz w Rogowie
na glebie ciężkiej (tab. 5).
PODSUMOWANIE
Na podstawie dotychczas przeprowadzonych przez
IUNG-PIB badań można sądzić, że w wybranych do oceny
siedliskach, pomimo zróżnicowanej reakcji pszenicy ozimej i
jęczmienia jarego na uproszczenia w uprawie roli, które mogą
prowadzić do istotnej obniżki wydajności, pojawia się pozytywny aspekt ekonomiczny (mniejsze koszty bezpośrednie z
uwagi na znacząco mniejsze zużycie paliwa) i środowiskowy
(ochrona gleby przed erozją i wymywaniem składników pokarmowych) takiego sposobu gospodarowania w rolnictwie.
Podobne wnioski wyciągnęli w swoich badaniach Hernanz i
wspołautorzy [1995] oraz Kuś i Nawrocki [1998]. Wydaje się,
że uprawa konserwująca, a szczególnie uproszczona technika
uprawy roli w polskich warunkach klimatyczno-glebowych
może mieć duże praktyczne znaczenie w szeroko rozumianej
produkcji rolniczej (mniejsze koszty jednostkowe na produkcję
roślinną) i ochronie środowiska przyrodniczego, w tym znacząco ochronie gleby przed degradacją. Wymaga to jednak
dalszych badań prowadzonych w dłuższym okresie czasu.
Literatura
Fotografia 3. Agregat uprawowo-siewny podczas pracy
w doświadczeniu w RZD Kępa-Puławy
foto: J. Smagacz
NAUKA ● DORADZTWO ● PRAKTYKA
Hernanz J.L., Giron V.S., Cerisola C. 1995: Long-term energy
use and economic evaluation of three tillage systems for
cereal and legume production in central Spain, Soil Till.
Res., 35, s. 183-198.
Kuś J., Nawrocki S. 1998: Współczesne rozwiązania w
agrotechnice przeciwerozyjnej, Bibliotheca Fragmenta
Agronomica, 4B, s. 273-283.
Madej A., Krasowicz S. 2010: Ocena ekonomiczna różnych
technik uprawy roli, [W:] Produkcyjne i siedliskowe skutki
stosowania różnych systemów uprawy roli, Raport z tematu
badawczego nr 2.3.2 IUNG-PIB Puławy, s. 131-152.
Smagacz J. 2012: Produkcyjno-ekonomiczne i środowiskowe
skutki różnych systemów uprawy roli, Studia i Raporty
IUNG-PIB, 29(3), s. 121-134.
Smagacz J., Madej A. 2012: Perspektywiczne kierunki rozwoju
różnych systemów uprawy roli, Studia i Raporty IUNG-PIB,
30(4), s. 9-22.
kwiecień-czerwiec 2 (175) 2013