Problem zachowawczoœci rolnictwa

advertisement
Tekst rozprawy opublikowany w Zeszytach Naukowych
Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie, Rozprawy,
Zeszyt 267, Kraków 2000.
Michał Kopeć
Dynamika plonowania i jakości runi łąki górskiej w okresie
trzydziestu lat doświadczenia nawozowego
Spis treści
1. Wstęp
2. Opis doświadczenia i metody badań
2.1. Lokalizacja doświadczenia i zabiegi pratotechniczne
2.2. Warunki klimatyczne
2.3. Metody badań
3. Wyniki i dyskusja
3.1. Dynamika plonowania runi łąkowej
3.1.1. Wpływ warunków klimatycznych na plon runi
3.1.2. Zmienność plonowania runi w okresie 30 lat
3.1.3. Wpływ wapnowania na plon runi
3.1.4. Reakcja runi na przerwy w nawożeniu
3.2. Dynamika zmian składu florystycznego runi łąkowej
3.3. Skład chemiczny runi łąkowej
3.3.1. Zawartość makroskładników
3.3.2. Masa pobranych makroskładników
3.3.3. Wzajemne relacje makroskładników
3.3.4. Zawartość wybranych metali śladowych (Cu, Zn, Mn i Cd)
3.4. Właściwości fizykochemiczne gleby
3.4.1. Zakwaszenie gleby
3.4.2. Zawartość kationów wymiennych w glebie
4. Podsumowanie wyników i wnioski
Literatura
Summary
1
1. Wstęp
W dzisiejszych czasach coraz większego znaczenia nabiera kwestia zachowawczości
rolnictwa. Wynika to z szeroko rozumianych zmian, jakie zaszły w ostatnich kilku
dziesięcioleciach w rolnictwie i ekologii. Zachowawczość rolnictwa rozumiana jest jako jego
zdolność „do zaspokajania potrzeb ludzi żyjących współcześnie bez narażania na ryzyko
potrzeb następnych pokoleń” [Fotyma i Filipiak 1996]. O ile termin „rolnictwo
zachowawcze” staje się dość powszechnie akceptowany, o tyle sama koncepcja ciągle
pozostaje
skomplikowaną
i
kontrowersyjną
[Faber
1994].
Mówiąc
o
rolnictwie
zachowawczym, bierze się pod uwagę takie jego aspekty, jak utrzymywanie zasobów
naturalnych i ochrona środowiska w nieograniczonym czasie, traktowanie
zdrowia i
bezpieczeństwa ludzi jako wartości nadrzędnej, produkowanie potrzebnej ilości żywności w
sposób opłacalny. W Unii Europejskiej wydano przepisy prawne dotyczące metod produkcji
rolniczej zgodnej z zasadami ochrony środowiska i zachowania krajobrazu [Directive
2078/92/EEC
1992].
Zaleca
się
zredukowanie
zużycia
nawozów,
wprowadzanie
ekologicznych oraz utrzymywanie bardziej ekstensywnych metod produkcji, przekształcanie
gruntów ornych w ekstensywne użytki zielone i stosowanie praktyk gospodarskich
pozwalających na zachowanie zasobów naturalnych. W przygotowaniu jest projekt
Międzynarodowej Konwencji o Ochronie Gleb [Dębicki i Gliński 1999]. W dokumencie tym
podkreśla się potrzebę ochrony gleb i ich zrównoważonego użytkowania, tj. takiego
wykorzystywania gleb, które zapewnia równowagę między procesami powstawania gleb a ich
degradacją oraz gwarantuje zachowanie ich podstawowych funkcji. Zaleca się wdrażanie
Kodeksu Dobrej Praktyki Rolniczej [Fotyma i in. 1996].
Istnieje pogląd [Faber 1994], że wobec złożonego charakteru rolnictwa powinno się
badać wszystkie jego formy i aspekty od rolnictwa nieracjonalnie intensywnego po rolnictwo
ekologiczne. Pomiar plonów roślin (ich trendów i zmienności), bilans biogenów, trwałość
pokrywy glebowej, jakość gleby i wody są
elementami pozwalającymi zrozumieć
środowisko. Skrajnym poglądem powstałym w ostatnich latach jest diametralne przejście od
intensyfikacji gospodarki na użytkach zielonych do jej ekstensyfikacji [Kostuch 1997]. Z
punktu widzenia ekologizacji rolnictwa w łańcuchu pokarmowym niezmiernie ważne jest
utrzymanie różnorodności biocenoz. Odpowiednie stosowanie zabiegów pratotechnicznych
powinno umożliwić zachowanie potencjału plonotwórczego. Jednocześnie trzeba przestrzegać
zasady, że zamiast dążyć do osiągania wysokich i uproszczonych florystycznie plonów należy
2
- nawet licząc się ze zmniejszeniem wydajności biomasy - wzbogacać skład botaniczny runi,
gdyż to przyczynia się do poprawy jej wartości pokarmowej i odżywczej. W tym celu
powinno się ekstensyfikować nawożenie użytków zielonych, wprowadzając jednocześnie
zmiany częstotliwości koszenia i wypas runi [Karkoszka i Kostuch 1970, Gajda 1994,
Krajčovič i Cunderlik 1997]. Nawożenie organiczne i wypas górskich użytków zielonych z
powodu ich dużej odległości od gospodarstw, spadku terenu, rozłogu pól i innych przyczyn
jest często niewykonalne, dlatego doświadczenia nad nawożeniem górskich użytków
zielonych prowadzi się głównie w oparciu o nawozy mineralne.
Pogląd całkowitego wstrzymania nawożenia lub znacznego jego ograniczenia jest
jednak bardzo kontrowersyjny, gdyż skutki takiego działania są trudne do przewidzenia.
Gorlach [1982] uważa, że w takiej sytuacji w krótkim czasie doszłoby do zmniejszenia
zasobności gleby w składniki pokarmowe. Należy więc mówić nie o zaprzestaniu czy
ograniczeniu stosowania nawozów, ale o konieczności doskonalenia technologii nawożenia,
tak aby wzrastała się efektywność tego zabiegu, a zarazem były prawie zupełnie wykluczone
jego ujemne następstwa, jak pogorszenie jakości plonów i skażenie środowiska.
Poznanie
procesów
produkcji
rolnej,
szczególnie
w
makroskali,
wymaga
monitorowania w czasie i przestrzeni zmian zachodzących na różnych poziomach organizacji
systemów rolniczych i ekologicznych. Ze względu na zmiany w czasie żyzności gleby oraz
pozostające w ścisłej z nią zależności plonowanie i skład jakościowy uprawianych roślin,
przydatnym narzędziem badawczym są wieloletnie statyczne doświadczenia polowe.
Większość statycznych doświadczeń nawozowych dotyczy gruntów ornych i roślin
uprawianych w zmianowaniu. Do najdłużej prowadzonych należą doświadczenia w
Rothamsted - Wielka Brytania, od 1844, Askow – Dania, od 1894, Lauchstadt – Niemcy, od
1902, Moskwie - Rosja, od 1912, Skierniewicach – Polska, od 1923. Doświadczenia
wieloletnie dają pełny obraz efektywności nawożenia w całej rotacji, gdyż uwzględniają nie
tylko nawożenie pod konkretną roślinę, ale również składniki nie wykorzystane w
poprzednich latach. Długoletnie stosowanie różnych systemów nawożenia lub różnych dawek
składników pokarmowych może wpływać nie tylko na wielkość plonów uprawianych roślin i
ich skład chemiczny, ale również na zmiany właściwości fizycznych i chemicznych
środowiska glebowego. Trwałe zbiorowiska łąkowe są strukturami o wiele bardziej
złożonymi niż jednogatunkowe uprawy polowe lub mieszanki traw w uprawach
przemiennych. Zmiany zachodzące na łące trwałej, obejmujące długotrwałe dynamiczne
sukcesje, prowadzą w konsekwencji do przemian w środowisku biotycznym i abiotycznym,
których właściwości określają tempo tych zmian i ich granice [Arnold i in. 1976, Mannetje i
3
Paoletti 1992, Czuba i Murzyński 1993ab, Okruszko i Gotkiewicz 1993, Poulton i Johnston
1993, Grace i Oades 1994, Long-term experiments... 1994, Krajčovič 1997, Piekut 1997]. Po
sześciu latach doświadczeń w dwóch siedliskach łąkowych Gorlach i Curyło [1978]
stwierdzili, że brak podstaw do wyjaśnienia zmniejszania się plonów czasem trwania
doświadczenia. Krótkotrwałe doświadczenia na użytkach zielonych nie pozwalają określić
odpowiedniego poziomu nawożenia lub odpowiedniego stosunku składników w dawce
nawozowej, co prowadzi do zaburzenia ich równowagi w środowisku. Znaczenia nabierają
szczególnie wieloletnie badania i obserwacje obiektów łąkowych na glebach kwaśnych
[Gajda 1996].
Spośród bardzo wielu doświadczeń nawozowych założonych na użytkach zielonych
[Doboszyński 1996] tylko nieliczne prowadzono w okresie 10-15 lat lub dłużej [La Lande
Cremer 1976, Arnold i in. 1976, Thurston i in. 1976, McEwen i in. 1984, Czuba i Murzyński
1993a, Gorlach i Curyło 1993, Kopeć 1993, Malhi i in. 1992, Holubek i Jancovic 1993,
Klęczek i in. 1993, Lihan i Jezikova 1993, Krajčovič i in. 1993, Poulton i Johnston 1993,
Okruszko i Gotkiewicz 1993, Smith i in. 1996, Krajčovič 1997, Wasilewski 1999].
Charakterystyczny w początkowym okresie tych doświadczeń jest wzrost plonów i zmiana
składu botanicznego runi łąkowej pod wpływem nawożenia. Duże zdolności produkcyjne
roślinności łąkowej, buforujące zmiany wywołane nawożeniem, maleją wraz z czasem jego
stosowania. Zmiany składu botanicznego, obieg składników pokarmowych, zmiany
właściwości fizykochemicznych gleby, zmiany zawartości próchnicy, ograniczenie uprawek
pielęgnacyjnych tylko do koszenia roślin mogą być czynnikami stopniowej degradacji gleby i
zmniejszania potencjału plonotwórczego użytku zielonego. Uważa się, że reakcja łąki na
zabiegi pratotechniczne jest skumulowanym efektem tych czynników [Arnold i in. 1976,
Tilman i in. 1994, Piekut 1997]. Zmiany właściwości gleb mają większy wpływ na
efektywność nawożenia mineralnego użytków zielonych, niż gruntów ornych, ponieważ
skutki - pozytywne lub negatywne są bardziej trwałe. Doboszyński [1996] w syntezie prac
dotyczących nawożenia użytków zielonych w latach 1945-1990 stwierdza, że należy
poszukiwać rozwiązań (mając na uwadze trwałość użytku zielonego), które pozwolą
stwierdzić jak małe dawki nawozów (przy harmonijnym ich wspomaganiu innymi zabiegami)
są niezbędne do uzyskania odpowiednich wyników produkcyjnych. Potwierdzają to inni
badacze [Zimková 1995, Krajčovič 1997].
W
świetle
tych
problemów
znaczenia
nabiera
ustalenie
takiego
systemu
gospodarowania, który realizowałby założenia rolnictwa zachowawczego. Towarzyszyć temu
musi świadomość, że osiągnięcie całkowitej równowagi jest niemożliwe, wobec tego celem
4
się staje już samo dochodzenie do niej [Duer 1994, Piekut 1997]. Zróżnicowanie i bogactwo
florystyczne trwałych użytków zielonych jest z wielu względów ich najważniejszą wartością,
która w pełni zasługuje na zachowanie, chociaż niekiedy koliduje z aspektami
gospodarczymi. Wydaje się, że intensyfikacja rolnictwa ma uzasadnienie wówczas, gdy
pamięta się o zrównoważeniu wszystkich elementów wpływających na produkcję rolną
[Krajčovič
1997,
Piekut
1997].
System
rolniczego
gospodarowania
powinien
charakteryzować się zachowawczością, a podstawową jego ideą powinna być zasada
pozostawienia warsztatu w nie gorszym stanie, niż ten, w jakim się go zastało [Duer 1994].
Doświadczenie w Czarnym Potoku, którego dotyczy niniejsza praca, jest jednym z
niewielu kontynuowanych wieloletnich doświadczeń na użytkach zielonych. W 1995 roku
włączono je do Międzynarodowego Programu „Global Change and Terrestrial Ecosystems”
(Smith i in. 1996). Poznanie zmian zachodzących w środowisku łąki górskiej, ze względu na
duży areał tych użytków zielonych w Polsce, ma znaczenie praktyczne, gdyż przy
długoletnim użytkowaniu opartym wyłącznie na nawożeniu mineralnym istnieje możliwość
ich utrzymania zapewniająca wydajność i jakość plonów (Czuba i Murzyński 1993b).
Jednocześnie przy takim użytkowaniu łąki te stanowią element ochrony środowiska.
Celem pracy jest przedstawienie zmian dotyczących reakcji runi łąkowej w 30-letnim
okresie zróżnicowanego nawożenia mineralnego, a w szczególności:
– wyznaczenie potencjału plonowania użytku zielonego systematycznie nawożonego
oraz wapnowanego z uwzględnieniem wierności i równomierności plonowania w
wieloleciu,
– określenie zmian zawartości składników pokarmowych w runi łąkowej nawożonej w
długim okresie czasu,
– określenie dynamiki efektywności nawożenia przy różnych dawkach stosowanego
azotu,
– określenie dynamiki zmian cech jakościowych runi w zależności od dostarczanych z
nawożeniem składników pokarmowych
oraz wskazanie możliwości i uzasadnienie potrzeby zachowawczości w systemie rolniczego
gospodarowania na górskich użytkach łąkowych. Stosowanie w warunkach górskich
nawożenia mineralnego w dawce 90 kg azotu na hektar na tle nawożenia fosforem i potasem
oraz systematyczne wapnowanie użytku łąkowego pozwala w długim okresie czasu na:
– podtrzymanie lub zwiększenie produkcji,
– zmniejszenie ryzyka produkcji,
5
– zapobieganie (agrotechnicznie) degradacji środowiska i zasobów naturalnych.
Spełnienie pozostałych wymogów zachowawczości systemu (ekonomicznych podstaw
zapewnienia trwania produkcji przy społecznej akceptacji jej efektów) w niesprzyjających
górskich uwarunkowaniach biologicznych wymaga działań socjoekonomicznych. O potrzebie
i zasadności takich działań dla tych obszarów pisał wiele lat temu Caputa [1975], a we
współczesnych pracach między innymi Zimková [1995].
6
2. Opis doświadczenia i metody badań
2.1. Lokalizacja doświadczenia i zabiegi pratotechniczne
Miejsce, w którym prowadzono doświadczenie znajduje się w Czarnym Potoku koło
Krynicy (20o8" E; 49o4" N), znajduje się na wysokości około 720 m n.p.m., u podnóża
Jaworzyny Krynickiej w południowo-wschodnim masywie Beskidu Sądeckiego, na stoku o
nachyleniu 7o i ekspozycji NNE. Doświadczenie założono w 1968 roku na naturalnej łące
górskiej typu bliźniczki - psiej trawki (Nardus stricta L.) i kostrzewy czerwonej (Festuca
rubra L.) ze znacznym udziałem roślin dwuliściennych.
Na podstawie trzech odkrywek profilowych zaliczono glebę z obszaru doświadczenia
do gleb brunatnych kwaśnych, wytworzonych z piaskowca magurskiego o składzie
granulometrycznym gliny lekkiej (frakcja 1-0,1 mm – 40%, 0,1-0,02 mm – 37%, > 0,02 mm –
23%) i charakterystycznych trzech poziomach genetycznych: darniowym - AhA (0-20 cm),
brunatnienia - ABbr (21-46 cm) i skały macierzystej BbrC (47-75 cm). Właściwości gleby
przed założeniem doświadczenia zestawiono w tabeli 1.
Doświadczenie założono metodą losowanych bloków w pięciu powtórzeniach.
Powierzchnia poletek do nawożenia wynosiła 42 m2 (6 m x 7 m). Doświadczenie obejmuje 8
obiektów nawozowych (tab. 2), w których stosowano jednostronne nawożenie azotem lub
fosforem (90 kg N lub 90 kg P2O5 · ha-1), a na tle PK (90 kg P2O5 · ha-1i 150 kg K2O · ha-1)
azot w dwóch formach (saletra amonowa i mocznik) i dwóch dawkach (90 i 180 kg N · ha -1).
W pierwszym roku doświadczenia zastosowano 70 kg K2O · ha-1, ale ze względu na to, że
taka dawka nie zapewniała odpowiedniego poziomu potasu w runi od drugiego roku
stosowano 150 kg K2O · ha-1 (sól potasową). W latach 1968-1980 nawozy fosforowe (w
dawce 90 kg P2O5 · ha-1) i potasowe wysiewano jesienią. Od roku 1981 nawozy te wysiewano
na wiosnę, przy czym potas (1/2 dawki) uzupełniany był latem po I pokosie.
Do nawożenia potasem używano soli potasowych dostępnych na rynku. W latach
1968-1972 stosowano nawóz o zawartości 40% K2O, w latach 1973 i 1976 o zawartości 60%
K2O, od 1977 do 1992 roku o zawartości 57% K2O, a od 1995 roku o zawartości 50% K2O.
Nawozy te miały różną zawartość sodu. Dla nawozów o zawartości 40, 50, 57 i 60% K2O
wynosiła ona odpowiednio 10,44, 2,03, 1,50 i 0,96% Na [Curyło 1991b]. W latach 1968-1973
stosowano supertomasynę, a od roku 1976 superfosfat potrójny. W całym okresie
doświadczenia nawozy azotowe wysiewano w dwóch terminach na wiosnę w fazie ruszenia
7
wegetacji - 2/3 dawki rocznej, i w kilka dni po zbiorze I pokosu - 1/3 dawki. W 1994 roku
zastosowano jednorazowo, jako nawożenie regeneracyjne, 10 kg Cu i 8 kg Mg · ha-1.
W latach 1974 i 1975 badano następcze działanie nawozów, ograniczając zabiegi na
polu doświadczalnym do koszenia i zebrania plonów siana. W 1975 roku z powodu bardzo
małego odrostu zrezygnowano ze zbioru II pokosu.
Od jesieni 1985 roku doświadczenie, przy takim samym poziomie nawożenia,
prowadzone jest w dwóch seriach: bez wapnowania i wapnowanej. W tym roku połowa
każdego poletka (21 m2) została zwapnowana wapnem posodowym zawierającym 80,16%
CaCO3, według wartości odpowiadającej połowie kwasowości hydrolitycznej w glebie
każdego obiektu nawozowego.
W latach 1993-1994 wprowadzono druga przerwę w nawożeniu mineralnym i
zmieniono system użytkowania. Po określeniu wielkości plonów (1 m2) I i II pokosu na pole
doświadczalne przez 4 dni dwa razy dziennie po godzinie wyprowadzano około 150 owiec. W
1995 powtórzono zabieg wapnowania. Zastosowano nawóz węglanowy w dawce
równoważnej całej wartości kwasowości hydrolitycznej w glebie każdego obiektu
nawozowego. Na rycinie 1 przedstawiono najważniejsze modyfikacje doświadczenia w czasie
jego trwania.
2.2. Warunki klimatyczne
Okres wegetacyjny na obszarze prowadzenia doświadczenia trwa od kwietnia do
września (150-190 dni). Misztal [1996] w syntezie agroklimatycznej nieodległego regionu
Jaworek (Pieniny) podał okres wegetacji obejmujący 202 dni, a okres aktywnego rozwoju
roślin na 142 dni. W latach 1968-1997 średnia roczna suma opadów (ryc. 2) (stacja
meteorologiczna Krynica) dla obszaru, na którym zlokalizowano doświadczenie, wynosiła
820,1 mm, a średnia suma opadów z okresu sześciu miesięcy (IV-IX), który można przyjąć za
okres wegetacji była równa 538 mm. Wielkość opadów w ciągu roku oraz w miesiącach IVIX dla regionu nie podległa dużym wahaniom (odpowiednio współczynnik zmienności (%V)
wynosił = 17,7 i 20,8). Ilość opadów w okresie od kwietnia do września stanowiła około 2/3
rocznej sumy opadów (średnia dla lat 1968-1997 wynosiła 66,9% przy bardzo niskim
współczynniku zmienności
równym 10,8%). W poszczególnych miesiącach tego okresu
zmienność opadów była znacznie większa (41,4-59,5%), zwłaszcza w odniesieniu do
miesięcy letnich (50,0-59,5%).
8
Za równie ważny czynnik limitujący plonowanie górskich użytków zielonych uznaje
się temperaturę powietrza [Kopeć 1993]. Chłód w miesiącach wiosennych i późno
występujące przymrozki w zasadniczy sposób hamują przyrost zielonej masy. Średnia
miesięczna temperatura kwietnia na obszarze doświadczenia w 8 latach w okresie
trzydziestolecia 1968-1997 była niższa od 5oC. Średnia roczna temperatura wynosiła 5,7oC, a
średnia temperatura okresu wegetacji 11,7oC (ryc. 3). Zmienność średniej temperatury
miesięcznej w omawianym okresie była niewielka; jedynie w przypadku kwietnia
przekraczała 20%, a w przypadku maja i września wynosiła około 10%.
2.3. Metody badań
Plony zielonej masy runi łąkowej określano dwukrotnie w ciągu roku. Na przełomie
czerwca i lipca (15 VI - 10 VII) obywał się zbiór I pokosu, a II pokos odbywał się głównie we
wrześniu (24 VIII - 5 X). Z każdego poletka pobierano i ważono próbkę, która po wysuszeniu
służyła do oznaczenia suchej masy. W próbce, po mineralizacji na sucho, oznaczano
zawartość fosforu metodą wanadowo-molibdenową (kolorymetrycznie), azotu metodą
destylacyjną Kjeldahla oraz azotu białkowego metodą Barnsteina, zawartość potasu, sodu i
wapnia metodą fotometrii płomieniowej oraz magnezu (magnez oznaczano początkowo
kolorymetrycznie z użyciem żółcieni tytanowej) i metali ciężkich metodą atomowej
spektrometrii absorpcyjnej. Z badanych metali ciężkich w pracy przedstawiono zawartości
miedzi, cynku, manganu oraz kadmu, pierwiastków, które mają duże znaczenie w odniesieniu
do fosforu i wapnia. Skład florystyczny runi oceniano przed I pokosu metodą szacunkową
Klappa.
Każdego roku jesienią po zbiorze drugiego pokosu pobierano do analiz próbki gleby z
dwóch warstw: 0-10 i 10-20 cm. W glebie oznaczano pH w H2O i KCl, kwasowość
hydrolityczną metodą Kappena, kwasowość wymienną i glin wymienny metodą Sokołowa,
przyswajalne formy fosforu i potasu metodą Egnera w modyfikacji Riehma oraz wymienne
formy wapnia, magnezu, potasu i sodu po ekstrakcji octanem amonu (pH = 7,0). W pracy
przedstawiono średnie wartości dotyczące właściwości gleb z 3 ostatnich lat doświadczenia od 28. do 30. roku jego trwania.
Zmiany metodyczne dokonywane w czasie 30 lat użytkowania łąki górskiej narzucają
interpretację wyników odnoszących się do systemu gospodarowania na użytku zielonym ze
szczególnym uwzględnieniem nawożenia mineralnego. Zmiana dawki potasu i terminu
nawożenia, stosowanie wapnowania, przerwy w nawożeniu czy wprowadzanie owiec na pole
9
doświadczalne - to czynniki zaciemniające obraz oddziaływania zróżnicowanego nawożenia
mineralnego na ruń łąkową. Zamieszczona w niniejszej pracy interpretacja wyników będzie
się odnosić do statycznego pola doświadczalnego w Czarnym Potoku, na którym od roku
1968 prowadzi się wieloletnie badania nad zróżnicowanym nawożeniem NPK górskiej łąki na
tle takich samych zabiegów pratotechnicznych. Opracowanie obejmuje okres 30 lat (19681997) systematycznych badań plonu runi i jej składu chemicznego prowadzonych w Katedrze
Chemii Rolnej Akademii Rolniczej w Krakowie pod kierunkiem prof. dr hab. Kazimierza
Mazura, autora doświadczenia [Mazur i Mazur 1972]. W pierwszych latach nadrzędnym
celem doświadczenia było wyjaśnienie w warunkach górskich efektywności nawożenia
azotem w różnych dawkach i formach na tle nawożenia PK. Zrezygnowano wówczas z
obiektu nawożonego potasem, z powodu przewidywanej małej efektywności tego składnika, a
rozbudowano doświadczenie o obiekty z jednostronnym nawożeniem fosforem i azotem,
które w tym czasie powszechnie stosowano w warunkach górskich. Kontynuowanie
doświadczenia miało na celu obserwowanie zmian zachodzących w czasie tak w runi, jak i w
środowisku glebowym. Dla ułatwienia syntezy wyników wyznaczono dwa przedziały
czasowe: pierwszy, obejmujący okres od założenia doświadczenia do roku 1985 (pierwszego
wapnowania) i drugi, obejmujący lata 1986-1997. Autor niniejszej pracy bierze udział w
badaniach prowadzonych w Czarnym Potoku od 1985 roku.
Do opracowania wykorzystano bazę danych utworzoną w arkuszu kalkulacyjnym
Excel 7.0 oraz program Statistica. Ze względu na potwierdzony fakt podobnej reakcji plonów
runi, składu botanicznego i wartości pokarmowej runi na formy nawozów azotowych [Filipek
1979, Mazur i Mazur 1975, Mikołajczak i Nowak 1996], w pracy dokonano uogólnień
interpretując także wyniki dla dawki azotu jako średnie z obiektów, w których stosowano taką
samą dawkę w formie saletry amonowej lub mocznika na tle nawożenia fosforem i potasem.
Zastosowane w pracy symbole mają następujące znaczenie:
0 Ca - seria bez wapnowania,
+ Ca - seria z wapnowaniem,
90 kg N + PK - dawka 90 kg N · ha-1 (średnia obu form azotu) na tle nawożenia
fosforem i potasem,
180 kg N + PK - dawka 180 kg N · ha-1 (średnia obu form azotu) na tle nawożenia
fosforem i potasem.
10
3. Wyniki i dyskusja
3.1. Dynamika plonowania runi łąkowej
3.1.1. Wpływ warunków klimatycznych na plon runi
W rejonie Jaworzyny Krynickiej średnia roczna suma opadów z wielolecia nie była
duża, co sugeruje, że był to jeden z czynników limitujący produktywność łąki górskiej [Piekut
1997, Wasilewski 1999]. Potrzeby wodne dobrze plonującej łąki, wyznaczone w warunkach
doświadczeń górskich w Jaworkach, wynoszą od kwietnia do września 550 mm [Kopeć
1993]. Wynika stąd, że w Czarnym Potoku, gdzie zlokalizowano doświadczenie, średnie
roczne opady w tym okresie (umownie przyjętym za okres wegetacji) nie pokrywają
maksymalnego zapotrzebowania roślin na wodę. W ciągu 30 lat zanotowano 16 lat ze
średnimi opadami w miesiącach IV-IX mniejszymi od 550 mm.
W omawianym okresie badań skrajne warunki klimatyczne (ryc. 2 i 3) warunkowały
plony suchej masy runi (ryc. 4). W roku 1972 (piąty rok doświadczenia) średnia temperatura
w okresie IV-IX była wyższa od średniej z wielolecia (1968-1982) o 2,6oC i najwyższa w
okresie 30 lat badań. Efekt skrócenia w tym roku stadium wegetacyjnego roślin I pokosu i
mniejszego plonu na skutek wysokiej temperatury powietrza był widoczny tylko w obiektach
bez nawożenia i z jednostronnym nawożeniem mineralnym. W górskich doświadczeniach
Kasperczyka [1985] większe plony runi łąkowej również otrzymywano z reguły w latach
charakteryzujących się wyższymi temperaturami powietrza w okresie wegetacji, przy czym
różnice przy pełnym nawożeniu mineralnym (NPK) pomiędzy latami były mniej wyraźne.
Podobne wyniki uzyskali inni badacze [Long-term experiments... 1994, Piekut 1997,
Wasilewski 1999].
Wyraźnie mniejsze plonowanie runi w 1975 roku (ósmy rok doświadczenia) po I
pokosie można tłumaczyć niewielkimi opadami w sierpniu i wrześniu co zbiegło się z
wyższymi od średniej z wielolecia temperaturami w okresie VII-IX. Rozkład opadów nie
sprzyjał również rozwojowi runi po I pokosie w 1996 roku. Duże opady wystąpiły w maju,
ale następne dwa miesiące tego roku można uważać za suche w porównaniu ze średnią z
okresu 30 lat. Równomierny rozkład opadów w czerwcu 1981 r. (czternasty rok
doświadczenia), który charakteryzował się najniższymi opadami okresu VI-IX w 30-leciu,
oraz najwyższe w 30-leciu opady w roku 1985 (osiemnasty rok doświadczenia) mogą
tłumaczyć wyraźnie większe plony runi I pokosu. W roku 1989 (dwudziesty drugi rok
doświadczenia) we wszystkich obiektach plony I pokosu były mniejsze od plonów II pokosu.
11
Uzasadnienia tego faktu można upatrywać w najniższych w okresie 30 lat opadach w czerwcu
tego roku.
Warunki klimatyczne na obszarze doświadczenia charakteryzowała mała zmienność w
ciągu roku i w okresie wegetacji. Współczynnik zmienności średniej temperatury miesiąca
kwietnia wskazuje jednak na możliwość opóźnienia początku wegetacji na wiosnę. Wielu
autorów [Caputa 1975, Kasperczyk 1985, Kostuch i Kopeć 1991, Kopeć 1993] przypisuje
warunkom klimatycznym wiosną panującym w górach duży wpływ na efektywność
nawożenia azotowego. Znaczny udział plonu I pokosu w plonie rocznym wynika z
największej wydajności fotosyntezy warunkowanej dość wysokimi temperaturami w ciągu
dnia oraz niskimi temperaturami występującymi nocą. Słabsze w latach chłodniejszych
plonowanie łąk nawożonych wyłącznie fosforem i potasem Kasperczyk [1985] łączy z
wpływem niskich temperatur w okresie wiosny na rozwój roślin motylkowatych, które w tak
nawożonej runi mają znaczny udział. Misztal i Kopeć [1996] określili wpływ sumy dobowych
temperatur powietrza na efektywność wiosennego nawożenia azotem. Uwzględnienie sumy
dobowych temperatur powietrza dla obszaru Małych Pienin w zależności od ekspozycji i
stoczystości zboczy na poziomie od 100 do 200oC pozwoliło na określenie racjonalnej dawki
azotu, zapewniającej uzyskanie zadowalających przyrostów plonów i dużą efektywność
wykorzystania tego składnika.
W doświadczeniu w Czarnym Potoku nie stwierdzono istotnych współzależności
średniej miesięcznej temperatury ani sumy miesięcznej opadów a plonami poszczególnych
pokosów dla okresu 30 lat, tak w regresji prostej, jak i wielokrotnej. Przebieg warunków
pogodowych miał wpływ na plon w krótszym okresie czasu (1978-1992) [Kopeć i Mazur
1995]. Wynika stąd, że konsekwencją wpływu długotrwałego nawożenia mineralnego są takie
zmiany składu botanicznego runi oraz właściwości fizykochemicznych gleby, które silniej
oddziałują na plonowanie runi niż warunki klimatyczne. Niewątpliwie susza lub optymalny
rozkład opadów i temperatury, koncentracja CO2 [Jones i Carter 1992] warunkują istotnie
wielkość plonów, ale w wieloleciu takie skrajne sytuacje zdarzają się sporadycznie, a
znaczenia nabiera fluktuacja plonowania wynikająca z „aktywności” runi. Trudności ze
znalezieniem zależności między warunkami meteorologicznymi a plonem na podstawie
wyników ze 150 letniego okresu badań potwierdzili Tilman i in. (1994), Okruszko i
Gotkiewicz w 28 letnim doświadczeniu [1993] oraz Jeżikova i Lihan (1997) w 35 letnim
doświadczeniu. Krajčovič [1989] tłumaczy to przystosowaniem się roślinności, działaniem
mechanizmów homeostatycznych, wiekiem poszczególnych populacji roślin i fazowym
oddziaływaniem na poszczególne ekotypy oraz gatunki dominujące. Bezpośredni wpływ
12
opadów na plon runi wydaje się mniej ważny niż efekty pośrednie wynikające z
współzawodnictwa gatunków i fluktuacji potencjału produkcyjnego runi łąkowej.
3.1.2. Zmienność plonowania runi łąkowej w okresie 30 lat
Nawożenie wywarło istotny wpływ na wielkość plonów (tab. 3 i 4), przy czym nie
wykazano różnic między obiektami nawożonymi saletrą amonową i mocznikiem dla obu
dawek azotu na tle PK. Największe roczne plony, w latach 1968-1985 przekraczające średnio
8 ton suchej masy na jeden hektar, osiągnięto przy nawożeniu dawką 180 kg N + PK. Przez
kilka kolejnych lat zbierano plony większe od 10 t s.m. · ha-1 (ryc. 4). Współczynnik
zmienności plonów w tym okresie dla tej dawki był znacznie większy niż dla dawki
dwukrotnie mniejszej. Plon osiągany w obiekcie z dawką 90 kg N + PK kształtował się około
6 t s.m. · ha-1. Bardzo dużej zmienności w tym czasie, przy małej wartości, podlegał plon w
obiekcie bez nawożenia. W obiekcie tym średnia z wielolecia wielkość plonu suchej masy
(2,58 t s.m. · ha-1) była wyższa od podawanych w literaturze dla podobnych zbiorowisk
[Karkoszka i Kostuch 1970, Mikołajczak 1996], co wynika z mobilizowania przyrostu
biomasy przez systematyczne użytkowanie kośne. W przypadku nawożenia NPK średnie
wartości plonu były mniejsze w latach 1986-1997 niż w okresie od 1968 do 1985 roku.
W latach 1986-1997, w porównaniu do okresu wcześniejszego, plon runi w obiektach
z nawożeniem fosforem i potasem oraz jednostronnym azotem lub fosforem (tab. 3) był
większy, przy czym w przypadku obiektów z fosforem nieznacznie malał współczynnik
zmienności. Średnie plony w analizowanych okresach dla I i II pokosu mają proporcjonalny
układ wartości do plonów rocznych, ale współczynniki zmienności plonów II pokosu były w
każdym przypadku znacznie wyższe. Uzasadnieniem tego faktu są skrajnie niskie plony w
okresie zaniechania nawożenia.
Ze względu na dużą zmienność plonów w poszczególnych latach trudny jest dobrać
funkcję opisującą plonowanie runi łąkowej jako efekt nawożenia w długim okresie czasu.
Najlepiej przebieg plonowania (ryc. 4) oddają przedstawione równania regresji w formie
wielomianów IV stopnia, ponieważ funkcja ta pozwala w analizowanym okresie na
wyodrębnienie kilku punktów ekstremalnych. W obliczeniach pominięto lata przerwy w
nawożeniu i pierwszy rok po wznowieniu nawożenia. Największą dokładność dopasowanej
funkcji za okres 30 lat osiągnięto w przypadku runi nawożonej NPK oraz bez nawożenia.
Równania te opisują więcej niż 50% przypadków. Reakcja plonu na niezrównoważone
nawożenie mineralne była trudna do przewidzenia. Dokładność doboru funkcji opisującej
13
plony zwiększa wyznaczenie ich w krótszych okresach czasu (ryc. 5). W okresie 16 lat
między przerwami w nawożeniu (1977-1992) wyznaczone wielomiany IV stopnia opisujące
plony (ryc. 5) opisywały 72% przypadków w obiekcie nawożonym 90 kg N + PK i 86%
przypadków przy dwukrotnie większej dawce azotu. Z wyznaczonych funkcji wynika, że
reakcja w plonie na większą dawkę azotu na tle PK była silniejsza. Ruń w obu obiektach NPK
(zróżnicowanych dawką azotu) po osiągnięciu przez nią maksimum plonowania w latach
1980-1983 (12-15 lat od rozpoczęcia doświadczenia) systematycznie obniżała swój potencjał
plonotwórczy, przy czym tempo degradacji runi nawożonej 180 kg N + PK było znacznie
większe. W okresie 10 lat od maksymalnego plonowania nastąpiło zrównanie wielkości
plonów w obiektach 90 kg N i 180 kg N na tle PK.
Wytłumaczeniem gwałtownego zmniejszenia się plonowania przy dawce 180 kg N +
PK może być stosunek biomasy części nadziemnej użytku zielonego do wielkości biomasy
korzeni i rozłogów. Ilość wody i składników pokarmowych zgromadzonych w warstwie
korzeniowej warunkuje przetrwanie roślin w niekorzystnych warunkach i sprzyja
rozprzestrzenianiu się gatunków. Plon części nadziemnej na łąkach nie nawożonych jest
mniejszy niż plon na łąkach intensywnie nawożonych, jednocześnie wraz ze zwiększaniem
nawożenia następuje „spłycanie” systemu korzeniowego [Piekut 1997]. Może to tłumaczyć
zmniejszanie się plonów przy dawce 180 kg N + PK, gdyż w przypadku monokultury Holcus
mollis mogło dojść do bardzo silnego, jednostronnego wyczerpania składników pokarmowych
z płytkiego poziomu gleby penetrowanego przez korzenie tego gatunku [Kasperczyk i
Wiśniowska-Kielian 1995]. Gęstość gleby wraz z intensywnością nawożenia azotem
zwiększa się [McEwen i in. 1984, Klobušický i in. 1999, Zaleski i Kopeć 1999], co przy
niedostatku wody w grądowym zbiorowisku może dodatkowo utrudniać pobranie wapnia, a
przy dodatnim bilansie wzmagać pobranie NPK i prowadzić do zaburzenia gospodarki
pokarmowej [Piekut 1997]. Migracja składników nawozowych w głąb profilu glebowego w
takich warunkach jest również ułatwiona. W warunkach „spłycenia” systemu korzeniowego,
zmniejszenia się zawartości węgla organicznego [Niemyska-Łukaszuk i in. 1999] wzrasta
wpływ toksycznych pierwiastków śladowych, w tym glinu, na plonowanie.
Reakcja runi łąkowej na poziom nawożenia jest podobna w wielu doświadczeniach,
jednak jej dynamika zależy w największym stopniu od żyzności stanowiska [Karkoszka i
Kostuch 1970, Gorlach i Curyło 1990, Malhi i in. 1992, Kopeć 1993, Kochanowska i Nowak
1993, Velich i Mrkvicka 1993, Wasilewski 1995, Ježikowá i Lihán 1997]. Od troficzności
stanowiska zależeć będą również dawki składników pokarmowych, w tym w szczególności
azotu. Na przykład w 27 letnim doświadczeniu kośno-pastwiskowym w Grodźcu Śląskim na
14
glebie ciężkiej (przy fluktuacji plonów po 2 letnim ustabilizowaniu się runi) brak było
obniżania się wielkości plonów nawet przy dawkach 300 i 500 kg N · ha-1 [Klęczek i in.
1993]. Z innych długotrwałych doświadczeń nawozowych na użytkach zielonych wynika, że
dawka azotu na hektar nie może być wysoka. W doświadczeniu Czuby i Murzyńskiego
[1993a,b,c], prowadzonym na Dolnym Śląsku na madzie z dużym udziałem (59%) piasku
systematycznie stosowana dawka 120 kg N · ha-1 nie spowodowała w okresie 20 lat
zmniejszenia plonów suchej masy, podczas gdy w tym okresie zmniejszały się plony w
obiektach nawożonych większymi dawkami azotu. Na łące położonej na glebie torfowej
[Kochanowska i Nowak 1993] dawka 120 kg N · ha-1 była również najbardziej efektywna, a
niekorzystne zmiany w składzie botanicznym przebiegały przy tym nawożeniu najwolniej. W
warunkach Gorców dawka azotu powyżej 150 kg N · ha-1 była nieuzasadniona ekonomicznie
[Filipek 1979]. Firek [1991] prezentując wyniki badań z 13 lat na dwóch łąk typu kostrzewy
czerwonej z mietlicą pospolitą oraz wiechliny łąkowej z kostrzewą łąkową stwierdził, że ze
względu na plony suchej masy najbardziej optymalną dawką azotu było 200 kg N · ha-1. Na
podstawie średnich plonów z kilkuletnich okresów można zauważyć jednak tendencję do
zmniejszania się plonowania od 9-10 roku trwania doświadczenia, szczególnie przy
większych dawkach azotu. Wydaje się, że najmniejsza fluktuacja plonowania wystąpiła na tle
PK w obiekcie nawożonym 100 kg N · ha-1. Firek [1991] uważa, że w ciągu całego okresu
trwania doświadczenia dynamika plonowania łąk była na ogół podobna, a występujące
różnice wynikały przede wszystkim z układu warunków klimatycznych w poszczególnych
latach. Aspektów dotyczącej wielkości dawki nawozu jest wiele, ale tylko racjonalne
nawożenie azotem stwarza możliwość utrzymania przez wiele lat wysokiej produkcyjności
łąk [Novoselova, Frame 1992, Łękawska 1993, Mikołajczak 1996]. Największe plony
uzyskuje się zawsze stosując pełne nawożenie NPK, z tym że z upływem lat w tak
nawożonych obiektach obserwuje się systematyczne zmniejszanie się plonowania [McEwen i
in. 1984, Curyło 1991a, Kopeć 1993].
Reakcję runi na nawożenie prześledził Krajčovič [1989, 1997] na łące w Suchým
Vrchu (680 m n.p.m.) w rejonie Bańskiej Bystrzycy (Słowacja). W doświadczeniu tym plony
w obiektach nienawożonych były zmienne, ale wykazywały systematyczny wzrost w okresie
10 lat, co koresponduje z wynikami w Czarnym Potoku. Pod wpływem nawożenia Krajčovič
[1989, 1997] nie stwierdzał w pierwszym roku znacznego wzrostu plonów. Efekt
plonotwórczy występował w 2 roku, co autor tłumaczy wzrostem aktywności biologicznej
gleby i szybszą mineralizacją masy organicznej w glebie. Charakterystyczne było
zmniejszenie plonowania w trzecim i czwartym roku w wyniku wyczerpania się zasobów
15
mineralnych gleby. W kolejnych latach amplituda wielkości plonów była mniejsza, chociaż
zaznaczył się efekt w 5-6 roku większego wpływu immobilizacji składników pokarmowych.
Wielkość plonów ulega zmianom sezonowym, których amplituda wynosi 1-3 lata.
Uzasadnieniem krótkookresowych zmian plonów może być okres wymiany korzeni roślin,
który na łące trwałej odbywa się w 3-4 letnich okresach [Klobušický i in. 1999]. Wydaje się,
że dynamika wymiany korzeni czy mineralizacji ma również wpływ na zmiany
przyswajalności pierwiastków w okresach kilkuletnich. Plony na łące torfowej [Okruszko i
Gotkiewicz 1993] wykazywały dużą zmienność i cykliczny charakter. Autorzy tego 28letniego doświadczenia uważają, że stabilizacja plonów zależy od rozwoju darni, na którą
wpływ ma możliwość pobierania wody i składników pokarmowych.
O wielkości plonów, a wydaje się, że również o ich zmianach w czasie decyduje nie
tylko nawożenie, ale także naturalny potencjał produkcyjny siedlisk [Karkoszka i Kostuch
1970, Krajčovič 1989, Kopeć 1989, Okruszko i Gotkiewicz 1993, Velich i Mrkvicka 1993].
Generalnie siedliska ubogie będzie charakteryzowało, w wyniku wzrostu zasobności gleby
wywołanego nawożeniem, poprawa składu botanicznego, systematyczny trwający około 10
lat wzrost potencjału plonotwórczego, a następnie przy braku uzupełniania wyczerpywanych
składników jego obniżanie (Czarny Potok, [Gorlach i Curyło 1993, Smoroń i Kopeć 1996]).
W przypadku żyznych siedlisk maksymalny potencjał plonotwórczy, przy wyłącznym
nawożeniu NPK, kształtuje się w ciągu kilku lat, a następnie należy oczekiwać zmniejszania
się plonów, którego tempo będzie zależało od intensywności nawożenia [Gorlach i Curyło
1993, Smoroń i Kopeć 1996, Krajčovič 1997, Wasilewski 1999]. Uzupełnieniem racjonalnego
gospodarowania na użytkach zielonych w każdych warunkach obok ich pielęgnowania
(podsiew, melioracje, zwalczanie chwastów) powinna być różnorodność profilaktycznego
nawożenia
uzupełniającego
(nawozy
mniej
skoncentrowane,
nawozy
organiczne,
mikroelementy). Dopiero kompleksowe traktowanie zabiegów na użytkach zielonych daje
spodziewany efekt w plonie. W przypadku bardzo ubogich zbiorowisk, na przykład typu
bliźniczki psiej trawki, niezbędne jest przygotowanie korzystnych dla rozwoju roślin
warunków glebowych, przez wcześniejsze nawożenie mineralne, a następnie wykonanie
ewentualnego podsiewu [Filipek 1979, Baryła i Sawicki 1996]. W 35-letnim doświadczeniu w
Słowacji (Velká Lúka) plony na żyznej aluwialnej glebie nawożonej azotem na tle PK miały
niższe współczynniki zmienności i były istotnie większe od plonów uzyskanych w obiektach
bez nawożenia [Jeżikova i Lihan 1997]. Jednak przyczyn zmienności plonowania upatruje się
w tym doświadczeniu głównie w składzie botanicznym runi i warunkach klimatycznych.
Efekt plonotwórczy azotu zaciera się w latach sprzyjających rozwojowi roślin
16
motylkowatych. Brak zmniejszenia plonowania przy większych dawkach azotu należy
tłumaczyć stosowanym w tym doświadczeniu podsiewem Dactylis glomerata L.
Jankowska–Huflejt i Niczyporuk [1996] w trakcie dziesięciu lat badań na łące
położonej na Nizinie Mazowieckiej stwierdzili wpływ rodzaju nawożenia, jego dawki oraz
warunków klimatycznych na plonowanie. Zróżnicowanie plonów było związane z ilością
opadów. Produktywność łąki w warunkach różnego uwilgotnienia siedliska (20-letni okres
badań) w zależności od nawożenia azotem przedstawiła Łękawska [1993], dochodząc do
wniosku, że potrzeby nawozowe łąk torfowych pod względem azotu w warunkach siedlisk
mokrych i wilgotnych wynosiły 120-180 kg, w warunkach posusznych natomiast tylko do 60
kg N · ha-1. Potwierdził to Piekut [1997] w badaniach lizymetrycznych. Istnieje pogląd, że
zmiana
systemu
użytkowania
z
kośnego
na
kośno-pastwiskowy
jest
zabiegiem
ograniczającym degradację łąki. Prowadzone przez Wasilewskiego [1995] przez 28 lat
badania na czarnej ziemi zdegradowanej wytworzonej z piasku gliniastego wykazały, że w
miarę upływu
lat występowało zmniejszanie się plonowania pastwiska niezależnie od
poziomu nawożenia azotem. Z powodu pogarszania się efektywności nawożenia azotem i
przyśpieszonego procesu degradacji runi oraz darni za najkorzystniejszą dawkę azotu na tle
PK autor ten uznał 240 kg N · ha-1. Wyznaczona funkcja regresji liniowej dla tego obiektu
wskazuje jednak na obniżanie się plonu suchej masy o 0,12 t · ha-1 rocznie.
Czynnikiem limitującym produktywność użytków zielonych w górach jest, obok
nawożenia i rodzaju zbiorowiska, wysokość nad poziomem morza i skrócenie okresu
wegetacji [Caputa 1975, Kopeć 1993]. W warunkach Jaworek wraz ze wzrostem wysokości
n.p.m. o każde 100 m następowało w doświadczeniu zmniejszenie plonów o około 10%.
Pomimo różnic w terminach zbioru udział biomasy I pokosu w rocznej sumie plonów
(tab. 5) zbieranych w ciągu roku był względnie stały i nie ulegał większym zmianom podczas
trwania doświadczenia. Z reguły w I pokosie zbierano ponad 1,5-krotnie więcej masy
roślinnej niż w II pokosie (tab. 3). W obiektach nawożonych 180 kg N + PK w porównaniu
do obiektów nawożonych 90 kg N + PK miał miejsce nieznacznie mniejszy udział I pokosu w
plonie rocznym. Najbardziej zbliżona wielkość plonów I i II pokosu była w obiektach z
jednostronnym
nawożeniem
azotem
lub
fosforem
(przy wyczerpaniu
składników
pokarmowych i uproszczonym składzie botanicznym).
Wpływ nawożenia na rozkład plonów potwierdzają współczynniki korelacji prostej (r)
dla zależności wielkości plonów II od wielkości plonów I pokosu. Współczynniki te (z okresu
30 lat, seria bez wapnowania) są istotne tylko dla obiektu z nawożeniem 90 kg N + PK (r =
0,41) i z nawożeniem 180 kg N + PK (r = 0,70). Oznacza to, że nawożenie NPK, w tym
17
szczególnie azotowe, wpływa na wyrównanie potencjału plonotwórczego runi między
pokosami. W dużej mierze jest to wynikiem ukształtowanego składu botanicznego, ale
również przyśpieszania rozwoju wegetacji dzięki nawożeniu, które w skrajnych warunkach
klimatycznych stwarza lepiej rozwiniętym roślinom możliwość przetrwania niesprzyjającego
rozwojowi okresu, np. suszy. Uwaga ta ma znaczenie praktyczne, gdyż wskazuje, że przez
nawożenie ogranicza się niepewność gospodarowania na użytku zielonym o czym donosił
między innymi Krajčovič [1997].
Wierność plonowania w okresie 30 lat wyrażono stosunkiem wielkości największego
do najmniejszego plonu (tab. 6). Wartości tego stosunku zależały od stosowanego nawożenia
i były mniejsze w I pokosie. Duża zmienność w pokosach była maskowana w plonie
rocznym. Plon roczny otrzymany w dłuższym okresie jest bardziej stabilny niż plony z
poszczególnych pokosów, na które mają wpływ skrajne warunki klimatyczne w krótkich
okresach wzrostu biomasy. Najmniejszą wartość, czyli największą wierność plonowania w
obu odrostach i w plonach rocznych, stwierdzono w obiekcie przy nawożeniu 90 kg N + PK.
Sumaryczny najmniejszy i największy plon w tym obiekcie różnił się 2-krotnie w okresie 30
lat. Większa dawka azotu była związana z Większe zróżnicowanie między skrajnymi
wielkościami plonów wiązało się z dawka azotu. W porównaniu z obiektem 90 kg N + PK
wierność plonowania była większa o 42,7% przy dawce 180 kg N + PK dla I pokosu, dla II
pokosu o 108,1% a dla sumy plonów o 46,6%. Względnie wysoką wierność plonowania w
obiekcie z nawożeniem jednostronnym azotem należy tłumaczyć bardzo uproszczonym
składem botanicznym runi w tym obiekcie (dominacja Nardus stricta). Wpływ wzrastających
dawek azotu na pogorszenie wierności plonowania w wieloleciu stwierdził też Wasilewski
[1999].
3.1.3. Wpływ wapnowania na plon runi
Oddziaływanie wapnowania na plon runi zależy od siedliska łąkowego i wielkości
dawki NPK oddziałującej na zakwaszenie gleby [Nowak 1975, McEwen i in. 1984, Gorlach i
Curyło 1990, Mikołajczak i Nowak 1991, Long-term experiments.. 1994, Mikołajczak 1996,
Niczyporuk i Jankowska-Huflejt 1996, Sapek 1997]. W związku z dużą tolerancją roślinności
łąkowej na odczyn gleby, można oczekiwać jej reakcji na wapnowanie dopiero na glebach
bardzo kwaśnych [Thurston i in. 1976, Sapek 1993, Sapek 1997].
18
Wapnowanie można uznać za jeden z zabiegów poprawiających właściwości gleb
zdegradowanych intensywnym nawożeniem mineralnym [Smoroń i Kopeć 1996] oraz
łagodzących ujemne skutki niezrównoważonego nawożenia mineralnego, szczególnie w
przypadku przewagi azotu w dawce nawozowej. Przy stałym poziomie PK wzrost dawki
azotu zwiększał plonotwórczy efekt wapnowania [Gorlach i Curyło 1990].
Plon, jako efekt ilościowy, nie powinien być jedynym miernikiem wapnowania.
Równie ważny jest efekt jakościowy - poprawa składu mineralnego paszy oraz zachowanie
równowagi jonów w glebie i roślinach [Nowak 1975, Sapek 1993, Sapek 1997]. Wyjaśnienia,
jaki powinien być poziom wapnowania poszukuje się w optymalnym dla rozwoju runi
łąkowej odczynie gleby, zawartości aktywnego glinu lub ilości i rodzaju materii organicznej.
W wyniku pierwszego wapnowania (w 1985 r.) nastąpił wzrost plonów (ryc. 6) w
obiektach z nawożeniem PK, jednostronnym nawożeniem azotem lub fosforem oraz bez
nawożenia. W przypadku nawożenia NPK z reguły plony zmniejszały się w pierwszych
trzech latach po tym zabiegu. Wapnowanie wpływało na plon tylko w przypadku zbiorowisk
na glebach wyczerpanych ze składników pokarmowych. Powtórzenie wapnowania w
większej dawce (równoważnej 1 Hh) sprzyjało tym razem rozwojowi runi w obiektach z
pełnym nawożeniem, aczkolwiek brak było wzrostu plonów przy dawce 90 kg N + PK. Plony
były nadal większe w porównaniu z serią bez wapnowania, w obiekcie PK oraz przy bardzo
niskim plonowaniu w obiekcie kontrolnym, co można wiązać z przyśpieszeniem mineralizacji
materii organicznej w glebie i udostępnieniem składników pokarmowych urozmaiconym
botanicznie zbiorowiskom roślinnym przy wyższym odczynie. Po drugim wapnowaniu
utrzymała się dodatnia reakcję plonów runi w obiekcie nawożonym jednostronnie fosforem,
chociaż efekt tego zabiegu był mniejszy niż w przypadku pierwszego wapnowania.
Radykalną zmianę plonów zaobserwowano w obiekcie nawożonym jednostronnie azotem.
Korzystny wpływ wapnowania, ze względu na uruchomienie fosforu, przeprowadzonego po
15 latach stałego nawożenia wyłącznie saletrą amonową nie potwierdził się po zabiegu
wykonanym 27 lat od rozpoczęcia doświadczenia. Wyczerpanie składników pokarmowych, w
tym głównie fosforu, z gleby tego obiektu było tak duże, że powtórzenie wapnowania
doprowadziło tym razem do recesji plonowania. Zjawisku temu nie zapobiegło wprowadzenie
owiec na poletka doświadczenia w 25 i 26 roku jego trwania.
Wyjaśnieniem dodatniej reakcji runi nawożonej jednostronnie i bez nawożenia w
przypadku pierwszego wapnowania może być również fakt stosowania wówczas wapna
posodowego. Mimo braku wzrostu zawartości sodu w runi, pierwiastek ten mógł buforować
zaburzoną jednostronnym nawożeniem azotem i fosforem równowagę jonową w roślinach.
19
Również według Smoronia i Kopcia [1993] wapnowanie poprawia plonowanie łąk
nawożonych nawozami mineralnymi, choć w niejednakowym stopniu przy różnych dawkach
nawożenia mineralnego. Efektywność wapnowania była większa na łąkach o mniejszej
żyzności gleby i przy dużym zakwaszeniu. W górskich doświadczeniach w Jaworkach
zastosowano wapno posodowe w ilości od 1,82 do 6,3 t · ha-1 w kombinacjach doświadczenia
położonego niżej (I) i od 8,9 do 15,96 t · ha-1 w kombinacjach doświadczenia położonego
wyżej (II). Wzrost plonu pod wpływem wapnowania w porównaniu z obiektami bez
wapnowania w doświadczeniu I wynosił do 12%, a odpowiednio w doświadczeniu II od 3,7
do 23%. Wapnowanie należy jednak rozpatrywać z perspektywy dłuższego okresu czasu
[Niczyporuk i Jankowska-Huflejt 1996]. W doświadczeniu Gorlacha i Curyły [1990, 1993]
efekt działania wapnia na ogół zwiększał się w miarę upływu czasu, pomimo że jego wpływ
na odczyn gleby zmniejszał się. Przeprowadzone kolejne wapnowania w 24, 28 i 32 roku
nawozowego doświadczenia łąkowego na glebie lekkiej dawkami wapnia równoważnymi 1
Hh wpływały stopniowo na wzrost plonów, zwłaszcza w obiekcie z nawożeniem wyłącznie
mineralnym [Wróbel i Stanisławska-Glubiak 1995]. W konsekwencji został przywrócony
poziom plonowania z początkowych lat doświadczenia.
W trakcie doświadczenia w Czarnym Potoku potwierdzono korzystny wpływ
wapnowania na zahamowanie recesji plonowania w przypadku obiektów nawożonych 180 kg
N + PK, niezależnie od formy azotu (ryc. 6). W serii bez wapnowania średnie plony z trzech
lat po zabiegu w 1995 r. były mniejsze niż w analogicznym okresie po pierwszym
wapnowaniu. Powtórzone wapnowanie w 1995 r. zatrzymało tendencję zmniejszania się
plonów. Proces odbudowy potencjału produkcyjnego łąki powinien być jednak potwierdzony
kolejnym przeprowadzeniem zabiegu wapnowania.
Regeneracyjne stosowanie wapnia i magnezu w doświadczeniu innych autorów nie
powodowało zmian wielkości plonów runi w obiekcie z dawką 120 kg N · ha-1, ale miało
korzystny wpływ na plony na większych dawkach azotu [Czuba i Murzyński 1993a]. W
przypadku gleby bardzo kwaśnej po nawożeniu dawką 60 kg N · ha-1 uzyskano istotny wpływ
wapnowania na plony siana [Gajda 1994]. Większe plony uzyskane w tym doświadczeniu
wynikały również z prowadzenia wypasu trzeciego odrostu i nie zależał w zasadzie od dawki
CaO. O niewielkim 10-procentowym wzroście plonów suchej masy roślin na pastwisku
(niezależnie od dawki nawozu wapniowego) donosi Stypiński [1993]. Dane te potwierdzają
pogląd, że wapnowanie może być zabiegiem poprawiającym właściwości zdegradowanych,
intensywnie nawożonych azotem gleb użytków zielonych. Nie można zgodzić się z poglądem
Mikołajczaka [1996], że ze względu na większą efektywność wapnowania potrzeba tego
20
zabiegu jest szczególnie uzasadniona w obiektach z małymi dawkami azotu, prowadzi to
bowiem do przyśpieszenia mineralizacji materii organicznej i w konsekwencji do degradacji
gleby. W każdym przypadku następuje urozmaicenie składu botanicznego i poprawa stanu
równowagi w zbiorowisku. Efekt tego zabiegu zależy jednak od możliwości utrzymania w
przez dłuższy czas korzystnych dla roślin właściwości gleb i warunków sprzyjających ich
rozwojowi. Niezbędne jest systematyczne, profilaktyczne powtarzanie tego zabiegu oraz
stosowanie nawozów, które zawierają jako balast znaczne ilości wapnia [Nowak 1975, Longterm experiments... 1994]. Nabiera to znaczenia w świetle udowodnionych genetycznych
modyfikacji jakie nastąpiły w wyniku 40-letniego użytkowania runi w Rothamsted [Tilman i
in. 1994]. Reakcja Anthoxanthum odoratum wysianej z nasion pobranych z różnych obiektów
doświadczalnych sugeruje genetyczne przystosowanie się tego gatunku do kwaśnego
środowiska spowodowanego wieloletnim nawożeniem i w efekcie braku reakcji na
wapnowanie.
3.1.4. Reakcja runi na przerwy w nawożeniu
Przerwy w nawożeniu mineralnym są niewątpliwie rzadko stosowanym zabiegiem
pratotechnicznym, wynikającym przeważnie z trudnej sytuacji ekonomicznej gospodarstwa.
Wskutek zaniechania nawożenia należy spodziewać się mniejszego plonowania runi łąkowej,
jednocześnie w składzie botanicznym runi zachodzą zmiany umożliwiające jej regenerację na
zdegradowanych użytkach zielonych. W przypadku niekorzystnych zjawisk w środowisku
wywołanych długotrwałym intensywnym nawożeniem przerwy w nawożeniu mogą sprzyjać
odbudowie zakłóconych elementów tego środowiska, w tym przywróceniu zwarcia darni,
urozmaiceniu składu gatunkowego zbiorowiska roślinnego, zmniejszeniu dysproporcji w
składzie mikroflory glebowej i zawartości składników pokarmowych [Mazur i in. 1976]. O
zakresie tych zmian w czasie decyduje nie tylko nawożenie, ale także naturalny potencjał
produkcyjny siedlisk [Krajčovič 1989]. Konieczność zmniejszenia intensywności nawożenia
użytków zielonych jest podnoszona ostatnio szczególnie w aspekcie ekologizacji produkcji na
tych użytkach.
Podczas pierwszej przerwy w nawożeniu plony z obiektów, na których stosowano
dawkę 90 kg N · ha-1 na tle PK, obniżyły się w porównaniu do średniej z dwóch lat przed
przerwą o 59 (przy stosowaniu saletry amonowej) i 53%, a z obiektów nawożonych dwa razy
większą dawką o 68%, niezależnie od formy azotu (tab. 7). Mniejsze plonowanie w obiektach
21
z takimi samymi dawkami azotu zaobserwowano również w czasie drugiej przerwy w
nawożeniu, ale różnice były relatywnie mniejsze i wynosiły odpowiednio 39% i 20% przy
dawce 90 kg N · ha-1 oraz 41% i 28% przy podwójnej dawce saletry amonowej i mocznika.
Mniejsze
plony w okresie drugiej przerwy w nawożeniu odnotowano także w serii
wapnowanej. Przy takich samych poziomach nawożenia różnice wynosiły odpowiednio 26 i
25% oraz 44 i 33% w obiektach z saletrą amonową i mocznikiem. Biorąc pod uwagę formę
stosowanego azotu można zauważyć, że nieznacznie mniejsza depresja plonowania wystąpiła
w obiektach nawożonych mocznikiem, zwłaszcza w wyższej dawce .
W ciągu dwóch lat po pierwszej przerwie w nawożeniu (tab. 7) w żadnym obiekcie
doświadczalnym ruń nie osiągnęła możliwości produkcyjnych z okresu przed zaniechaniem
nawożenia. W przypadku wznowienia nawożenia fosforem oraz fosforem i potasem nastąpiło
pogłębienie ujemnego wpływu przerwy na plony. Największy efekt odbudowywania
potencjału runi zanotowano przy dawce 180 kg N + PK w formie saletry amonowej.
Po drugiej przerwie w nawożeniu (lata 1993-1994) ruń zareagowała odmiennie niż po
pierwszej na wznowienie nawożenia oraz wprowadzenie wypasu owiec. W przypadku
obiektów z pełnym nawożeniem NPK zanotowano większe plony suchej masy niż przed
zaniechaniem nawożenia. W porównaniu z okresem przerwy w nawożeniu (lata 1993-1994),
po wznowieniu nawożenia (lata 1995-1996) plony były większe o 80-90% w przypadku
stosowania saletry amonowej oraz o 57% i 58% przy nawożeniu obu dawkami mocznika, a w
porównaniu z okresem dwóch lat przed zaniechaniem nawożenia (lata 1991-1992) plony były
większe o 11-26%.
Przyczyn wystąpienia różnych reakcji plonotwórczych runi należy upatrywać w jej
składzie botanicznym, wyczerpaniu składników pokarmowych w glebie, różnym tempie
mineralizacji próchnicy. Mazur i inni [1976] stwierdzili, że plonowanie w okresie przerwy w
nawożeniu zależy od stopnia wcześniejszego wykorzystania przez rośliny składników
pokarmowych. Wydaje się, że w stosunku do okresu przed zaniechaniem nawożenia,
zwiększenie plonów po drugiej przerwie wynikał z poprawy w środowisku roślinnym
równowagi zniekształconej długotrwałym nawożeniem, szczególnie w odniesieniu do
obiektów nawożonych dawką 180 kg N + PK.
Zmniejszenie przyrostu runi w okresie przerwy w nawożeniu i rozluźnienie darni
niewątpliwie sprzyja wzrostowi traw niskich. Pierwsza przerwa w nawożeniu sprzyjała
zwiększeniu udziału w runi roślin dwuliściennych oraz sukcesji bliźniczki psiej trawki. W
porównaniu z ostatnim rokiem nawożenia kostrzewa czerwona powiększała swój udział w
obiektach z większymi dawkami azotu. Jednocześnie we wszystkich obiektach z pełnym
22
nawożeniem mineralnym zmalał udziału kostrzewy łąkowej [Dąbrowska i Mazur 1976].
Podobnie w wyniku doświadczenia na górskim użytku zielonym w Słowacji stwierdzono, że
po zaprzestaniu stosowania nawożenia plonowanie wprawdzie zmniejsza się, ale
równocześnie wzbogaceniu ulega skład botaniczny runi [Jančovič 1996]. W tym
doświadczeniu zwiększył się udział zarówno roślin motylkowatych, jak również innych
gatunków z klasy dwuliściennych, udział traw w plonie zmniejszył się o 20 %.
Względna wielkość plonów w okresie przerw w nawożeniu w stosunku do roku przed
zaniechaniem nawożenia (ryc. 7) świadczy o obniżeniu się potencjału produkcyjnego łąki w
stopniu zależnym od wcześniejszego stosowania składników pokarmowych. Niekorzystna
tendencja zbierania mniejszych plonów pogłębiła się w czasie i dotyczyła szczególnie II
pokosu. Najmniejsza rozpiętość plonów wystąpiła w pierwszym i drugim roku przerwy w
obiekcie nawożonym fosforem i potasem. Wprowadzenie owiec na poletka doświadczalne w
pierwszym roku przerwy w nawożeniu było najbardziej efektywne w obiektach z
jednostronnym nawożeniem azotem lub fosforem.
Według Kasperczyka i innych [1998] reakcja łąk wyrażona w plonowaniu po
zaprzestaniu wieloletniego nawożenia NPK jest zazwyczaj dość gwałtowna. Dochodzi do
przerzedzenia runi, a następnie wzrostu zachwaszczenia. Ruń ukształtowana w okresie 2-4 lat
po zaniechaniu nawożenia na poletkach, na których stosowano dawki azotu 100 i 200 kg N ·
ha-1, przedstawiała wyższą wartość gospodarczą niż ruń z obiektów nawożonych większymi
dawkami azotu. Wynikało to z zachowania przy niższych dawkach pewnej ilości koniczyny
białej, której udział stopniowo zwiększał się, co przyczyniało się do wzrostu plonów runi.
Rozwojowi koniczyny białej sprzyjało następcze działanie nawożenia fosforowego.
Nieujawnienie się po zaprzestaniu nawożenia zależności między zebranymi plonami suchej
masy a ilością wcześniej stosowanego azotu świadczy natomiast o braku następczego
działania azotu nawozowego stosowanego przez wiele lat. Zaobserwowane przez
Kasperczyka i innych [1998] zmiany w składzie botanicznym runi po zaprzestaniu nawożenia
świadczą, że są one odwrotnością sukcesji obserwowanej na łąkach w wyniku zastosowania
nawożenia.
W Czarnym Potoku wielkość plonów w okresie pierwszej przerwy w nawożeniu
została zaniżona przez zrezygnowanie (z powodu niezwykle suchego i gorącego lata) ze
zbioru II pokosu w 1975 roku. Rozkład opadów był niekorzystny również w drugim roku
drugiej przerwy w nawożeniu (lipiec 1994 r.), co miało wpływ na wielkość plonów II pokosu.
Wydaje się, że skrajne warunki klimatyczne w większym stopniu oddziałują na ruń, której nie
zaopatruje się w składniki pokarmowe. Z drugiej strony, wcześniejsze badania [Kopeć i
23
Mazur 1995] wykazały, że niewielkie zmiany w plonowaniu wywołane czynnikiem
pogodowym zaszły w obiektach o uproszczonym składzie botanicznym ukształtowanym pod
wpływem jednostronnego nawożenia, a wysokie współczynniki determinacji zależności
pogody i plonowania runi wystąpiły w obiektach nawożonych dawką 180 kg N + PK.
3.2. Dynamika zmian składu florystycznego runi łąkowej
Uważa się, że oddziaływanie czynników siedliskowych na skład botaniczny
roślinności jest raczej niewielkie, szczególnie w ostatecznych biocenozach w szeregu
sukcesyjnym. Znacznie większy wpływ na udział poszczególnych gatunków w runi mają
zabiegi pratotechniczne, w tym nawożenie. Zjawisko ustępowania jednych, a wzrostu udziału
innych gatunków w runi na skutek nawożenia potwierdzają wyniki doświadczeń kilkuletnich i
wieloletnich opisanych przez wielu autorów [Arnold i in. 1976, Thurston i in. 1976, La Lande
Cramer 1976, Gorlach i Curyło 1990, Kochanowska i Nowak 1993, Long-term experiments...
1994, Okruszko i Gotkiewicz 1993, Velich i Mrkvicka 1993, Doboszyński 1995, Winnicka i
Bobrecka-Jamro 1996, Mikołajczak i Wolski 1996, Ježikowá i Lihán 1997, Wasilewski
1999]. Intensyfikacja nawożenia prowadzi do zmian florystycznych zmierzających w
kierunku dominacji niewielkiej liczby gatunków reagujących szybkim przyrostem wydajności
i mających większą zdolność przetrwania w warunkach konkurencyjności przy jednoczesnej
recesji roślin mniej wydajnych i monotonizacji terenów łąkowych [Filipek 1979, Kostuch
1997, Piekut 1997]. W zbiorowiskach łąkowych oddziaływanie wszystkich czynników
wywołujących zmiany składu botanicznego pogłębia okres ich działania.
Zmiany zachodzące w udziale gatunków przewodnich w runi w okresie 30 lat
doświadczenia w Czarnym Potoku w obiekcie bez nawożenia są nieznaczne (ryc. 8). Udział w
tym obiekcie dwóch gatunków - Festuca rubra L. i Nardus stricta L. - utrzymywał się przez
cały ten czas na poziomie około 50%. W trzeciej dekadzie prowadzenia doświadczenia w
wyniku systematycznego koszenia runi zanotowano kilkuprocentowy wzrost udziału Festuca
pratensis Huds. oraz Trifolium repens L.
Zastosowane w Czarnym Potoku nawożenie mineralne spowodowało już w
pierwszych trzech latach doświadczenia istotne zmiany w składzie botanicznym runi [Mazur i
Mazur 1972]. Tak gwałtowną reakcję gatunków runi na nawożenie występuje w większości
doświadczeń nawozowych [Czuba i Mazur 1988, Okruszko i Gotkiewicz 1993, Velich i
Mrkvička 1993, Doboszyński 1996, Mikołajczak i Wolski 1996, Ježikowá i Lihán 1997,
Piekut 1997].
24
Jednostronne stosowanie saletry amonowej oraz pełne nawożenie zwiększyło udział
traw w plonie eliminując lub ograniczając ilość roślin dwuliściennych, zwłaszcza
motylkowatych. Nawożenie fosforowe i fosforowo-potasowe działało przeciwstawnie.
Wykresy szacunków (ryc. 8 ) występowania gatunków przewodnich w runi wskazują jednak,
że zmiany udziału Trifolium repens L. nie są tak znaczne w odniesieniu do niższej dawki
azotu i jednostronnego nawożenia fosforowego lub jego braku. Wzrost zasobności gleby w
potas w obiekcie PK w porównaniu z obiektem, na którym stosowano wyłącznie nawożenie
fosforowe powodowało szybsze ustępowanie kostrzewy czerwonej.
W wyniku łącznego stosowania azotu, fosforu i potasu stwierdzono szybką recesję
bliźniczki psiej trawki (Nardus stricta L.). Gatunek ten zwiększał jednak systematycznie swój
udział w wyniku jednostronnego nawożenia azotem. W trzeciej dekadzie systematycznego
nawożenia saletrą amonową utrzymywał się on na poziomie 60%. W tym okresie
zaobserwować można było także nieznaczny wzrost udziału Nardus stricta L. w runi w
obiektach z
jednostronnym nawożeniem fosforem oraz fosforem i potasem. Zazwyczaj
obserwuje się recesję tego gatunku w warunkach dobrej zasobności gleby w fosfor.
Zastosowanie nawożenia azotowego na tle PK (tak przy dawce 90, jak i 180 kg N · ha 1
) powodowało zwiększenie udziału kłosówki miękkiej (Holcus mollis L.) w runi. Tempo i
poziom tej zmiany zależały przede wszystkim od dawki azotu. Po 10 latach stosowania w
warunkach górskich 180 kg N (niezależnie od formy) na 1 ha utrzymuje się monokultura tego
gatunku. Podobne efekty nawożenia w warunkach górskich uzyskali inni autorzy [Smoroń
1995a, Mikołajczak i Wolski 1996, Winnicka i Bobrecka-Jamro 1996]. Systematyczne
zanikanie w runi kostrzewy czerwonej i zajmowanie jej miejsca przez kłosówkę miękką jest
również charakterystyczne dla dawki 90 kg N · ha-1 na tle nawożenia PK. Pod koniec trzeciej
dekady proporcje udziału kłosówki miękkiej i kostrzewy czerwonej odwróciły się. Mimo
systematycznego zwiększania się udziału kłosówki miękkiej w runi przy dawce 90 kg N · ha -1
na tle nawożenia PK istnieje zasadnicza różnica w tempie zwiększania się udziału tego
gatunku w porównaniu do dawki 180 kg N · ha-1 na tle nawożenia PK. Doboszyński [1995]
podkreśla, że wzrost udziału kłosówki miękkiej na łąkach górskich aż do monokultury należy
upatrywać nie w sprzyjającym jej nawożeniu, lecz zakwaszeniu gleby pod wpływem
nawożenia azotem, co jest zgodne z uwagami Tilmana i innych [1994].
Dane dotyczące wartości użytkowej kłosówki miękkiej są sprzeczne. Filipek [1979]
przytacza pracę Gembarzewskiego, której autor dochodzi do wniosku, że na terenie
górzystym należałoby przy dużych spadkach utrzymywać zbiorowiska trawiaste z udziałem
kłosówki miękkiej, stosując w tym celu nawożenie. Gleba pod intensywnie nawożoną runią o
25
przewadze traw rozłogowych ma najkorzystniejsze właściwości retencyjne dzięki dużej
objętości porów niekapilarnych. Przeważają jednak poglądy o niskiej wartości tego gatunku.
Falkowski i inni (1996) podają, że ruń łąk kłosówkowych dostarcza paszy budzącej niepokój
ze względu jej wartości. Jej zła strawność wynika przede wszystkim z dużej koncentracji
lignin, a w pewnym stopniu także celulozy i hemiceluloz. Skład mineralny runi z przewagą
kłosówki jest również ubogi, poza potasem występującym w ilościach większych od ilości
uznawanej za optymalną w paszy. Z doświadczenia Kasperczyka i Wiśniowskiej-Kielian
[1995] wynika, że ruń kłosówki miękkiej charakteryzowała się najsłabszym plonowaniem i
jednocześnie
najsilniej
eksploatowała
wierzchnią
warstwę
gleby
ze
składników
pokarmowych. Na uwagę zasługuje stwierdzenie Gajdy [1996], że skłonność runi na glebach
kwaśnych do dominacji jednego gatunku może być osłabiona przez zmianę użytkowania lub
przez nawożenie organiczne. Opinię taką wyrażają także inni autorzy [Arnold i in. 1976,
Lewicka i Niczyporuk 1993, Grace i Oades 1994, Tilman i in. 1994].
Korzystny skład florystyczny w doświadczeniu w Czarnym Potoku uzyskano przy
nawożeniu NPK z dawką 90 kg N · ha-1. Nawożenie wpłynęło na pojawienie się
wartościowych traw, takich jak wiechlina łąkowa (Poa pratensis L.) i tymotka łąkowa
(Phleum pratense L.) oraz znaczne zwiększenie procentowego udziału kostrzewy łąkowej
(Festuca pratensis Huds.). Potwierdzili to w warunkach górskich między innymi Mikołajczak
i Wolski [1996]. Przy jednostronnym nawożeniu azotem nie stwierdzono poprawy składu
botanicznego runi.
Pierwsze wapnowanie po 18 latach użytkowania runi miało największy wpływ na
zmianę składu florystycznego runi w obiektach z niepełnym nawożeniem. Ruń w obiektach
nawożonych NPK, szczególnie w przypadku dawki 180 kg N · ha-1, w ogóle nie zareagowała
na wapnowanie. Efekt wapnowania był najbardziej widoczny w pierwszych 4 latach po tym
zabiegu, a począwszy od piątego roku różnice w składzie runi między obiektami
wapnowanymi i bez wapnowania zaczęły się zmniejszać.
W doświadczeniu w Czarnym Potoku dwukrotne wapnowanie spowodowało znaczące
zmiany w składzie florystycznym, w tym głównie zwiększenie występowania korzystnych
gatunków (ryc. 9). Największy efekt ujawnił się w obiektach z ograniczonym nawożeniem
mineralnym, a najmniejszy efekt nadal w przypadku pełnego nawożenia NPK. Podobnie
reagowała ruń w wyniku wapnowania (zwiększa się udział roślin motylkowatych i
wartościowszych traw w runi obiektów bez azotu i z małymi dawkami N · ha-1) podczas
wieloletniego doświadczenia w Jaworkach [Smoroń, Kopeć 1993] i krótkotrwałym w
Sudetach (Mikołajczak, Wolski 1996] oraz w Rothamsted (Tilman i in. 1994). Kostrzewa
26
łąkowa (Festuca pratensis Huds.), wiechlina łąkowa (Poa pratensis L.) i kupkówka pospolita
(Dactylis glomerata L.) rozprzestrzeniały się zwłaszcza kosztem bliźniczki psiej trawki
(Nardus stricta L.) i kłosówki miękkiej (Holcus mollis L.). Udział kłosówki miękkiej na
skutek wapnowania zmniejszył się średnio 2-krotnie (ryc. 9). Szczególnie w odniesieniu do
runi nawożonej większą dawką azotu, której reakcja na pierwsze wapnowanie była
nieznaczna. W trzy lata po drugim wapnowaniu udział kłosówki miękkiej, występującej w
monokulturze, zmniejszył się do 45-50%. Wpływ wapnowania na zmniejszenie się udziału
kłosówki miękkiej w runi odnotowali też Doboszyński [1995] oraz w wielu doświadczeniach
przeprowadzonych w Sudetach Mikołajczak [1996]. Wyniki doświadczenia w Czarnym
Potoku [Mazur i in. 1993] znajdują potwierdzenie w badaniach innych autorów [Stypiński
1993, Smoroń 1995a], którzy twierdzą, że dynamika zmian udziału gatunków w runi podlega
dużej zmienności w czasie, a wapnowanie powoduje w obiektach NPK tylko nieznaczny,
kilkuprocentowy wzrost w runi udziału roślin motylkowatych. Według Smoronia [1995a] na
uwagę zasługuje zmniejszenie się w wyniku wapnowania ilości Agropyron repens L., a
zwiększenie Dactylis glomerata L., Festuca pratensis Huds., Trifolium repens L., a także
niektórych dwuliściennych, np. Leontodon autumnalis L., Achillea millefolium L.. Do ziół,
które zwiększyły swój udział w wyniku wapnowania w doświadczeniu w Czarnym Potoku,
należy przywrotnik pasterski (Alchemia vulgaris L.) i barszcz zwyczajny (Heracleum
sphondylium L.).
Zmiany sukcesji roślin obejmują przemiany w strukturze gatunkowej, ale również w
środowisku glebowym, którego właściwości będą określać tempo i zakres tych zmian. Czas
reakcji runi na zabiegi pratotechniczne w warunkach górskich może być opóźniony z powodu
krótszego okresu wegetacji. Na przykład zmiany florystyczne po wapnowaniu w warunkach
doświadczenia na łące górskiej w Jaworkach zaznaczyły się dopiero w czwartym roku
doświadczenia [Smoroń 1995a]. Kasperczyk i inni [1998] upatrują wyjaśnienia zmiany
sukcesji roślinności górskich użytków zielonych w zmianach troficzności siedliska. Autorzy
ci podają za Dąbrowską, że ubogie zbiorowiska bliźniczki psiej trawki przechodzą w
zbiorowiska typu kostrzewy czerwonej i mietlicy pospolitej (Agrostis vulgaris With.), które z
kolei na uboższych siedliskach zastępuje kłosówka miękka, a na żyźniejszych zbiorowisko
kostrzewy łąkowej. Na skutek intensywnego użytkowania tych dwóch siedlisk może dojść do
ich przekształcenia w zbiorowisko wiechliny łąkowej. Tendencja może być również
odwrotna: w wyniku wyczerpywania składników pokarmowych z gleby typy florystyczne o
dużym potencjale produkcyjnym mogą przechodzić w typ kostrzewy owczej (Festuca ovina
L.), a następnie w typ bliźniczki psiej trawki [Karkoszka i Kostuch 1970]. Troficzność
27
siedlisk niewątpliwie będzie uwarunkowana ich wysokością nad poziomem morza. Smoroń i
Kopeć [1993] zaobserwowali w obiektach wyżej położonych i intensywniej nawożonych
zmniejszanie się udziału w runi traw mniej wartościowych typu perzu właściwego.
3.3. Skład chemiczny runi łąkowej
3.3.1. Zawartość makroskładników
Wpływ nawożenia na jakość plonów użytków zielonych jest zwykle rozpatrywany w
aspekcie zmian w runi zawartości i jakości związków azotu, produkcji białka z jednostki
powierzchni, zawartości węglowodanów rozpuszczalnych i związków bezazotowych oraz
różnych substancji organicznych i mineralnych mających działanie regulacyjne lub
zaburzające procesy fizjologiczne zwierząt. Bardzo duże znaczenie mają zawartości, formy i
wzajemne stosunki pierwiastków popielnych w roślinach [Czuba i Mazur 1988]. Falkowski i
inni [1996] podają jako miernik jakości runi w aspekcie jej wartości pokarmowej ilość
składników dostarczonych organizmowi zwierzęcemu w dawce pokarmowej.
Wyczerpywanie się składników pokarmowych, zmiany zawartości i jakości próchnicy
oraz ograniczenie zabiegów pratotechnicznych tylko do koszenia roślin są elementami
stopniowej degradacji gleby i prowadzą w konsekwencji do zmian w składzie chemicznym
roślin [Nowak 1973, Thurston i in. 1976, Mazur i Mazur 1978, Curyło 1991a,b, Malhi i in.
1992, Czuba i Murzyński 1993a, Doboszyński 1995, Krajčovič 1997, Kopeć i in. 1997,
Filipek-Mazur i in. 1999, Woźniak 1999]. Dostępność dla roślin określonego jonu w
środowisku zależy od zasobności jego w glebie, jak również od występowania innych jonów.
Nawożenie mineralne może wywierać wielokierunkowy wpływ na pobieranie składnika przez
roślinę i kształtować jej wartość biologiczną. Optymalne stosunki między dwoma
pierwiastkami wnoszonymi z nawozami mogą, wobec niezrównoważenia trzeciego składnika,
zmieniać jakość paszy. Zależności te są wielokierunkowe i charakteryzują się dużą
zmiennością [Ježikowá i Lihán 1997]. Zdolność roślin łąkowych do łagodzenia zmian
wywołanych nawożeniem maleje wraz z czasem jego stosowania.
Znaczne dysproporcje w składzie chemicznym runi łąkowej wynikają ze jej składu
botanicznego. Za pomocą analizy chemicznej przewodnich gatunków w runi z doświadczenia
w Czarnym Potoku [Mazur 1983, Filipek-Mazur i in. 1999] potwierdzono występowanie
mniejszej zawartości składników w trawach, niż w roślinach dwuliściennych. Występowanie
monokultury traw i ustępowanie roślin dwuliściennych w wyniku stosowania większych
28
dawek azotu należy uważać za negatywny efekt gospodarowania składnikami pokarmowymi.
Prawdopodobnie, mimo potencjalnych możliwości pobrania składników pokarmowych,
uproszczona gatunkowo ruń ogranicza ten proces i jednocześnie łatwiejsze staje się wymycie
pierwiastków w głąb profilu glebowego. Urozmaicenie florystyczne runi łąkowej, przez
zwiększenie w niej udziału roślin dwuliściennych, powinno doprowadzić do większej
zawartości składników pokarmowych, do poziomu odpowiedniego z punktu widzenia
kryterium paszowego [Woźniak 1999]. Przemawia to za ograniczeniem dawek azotu do
wielkości warunkującego utrzymanie różnorodności gatunkowej łąki.
Wykorzystanie azotu z różnych nawozów mineralnych przez rośliny uprawne jest
nadal
zagadnieniem
otwartym.
Produkcja
nawozów
azotowych
jest
najbardziej
energochłonna, dlatego wśród nawozów zawierających ten podstawowy składnik pokarmowy
są one najdroższe. Jednocześnie na wykorzystanie azotu dostarczonego w postaci nawozu
mineralnego do gleby mają wpływ różne czynniki, których działanie w wielu przypadkach
jest równorzędne. Efekt końcowy tego współdziałania nie jest do końca poznany [Czuba i
Mazur 1988, Azot w glebach... 1991, Mikołajczak 1996]. Tempo zmian jakości runi pod
wpływem wzrastających dawek azotu jest zazwyczaj szybsze od tempa wzrostu jej
wydajności [Filipek 1979].
Zawartość azotu w suchej masie runi w obu pokosach z Czarnego Potoku była cechą
bardzo ustabilizowaną. W okresie 30 lat, w serii bez wapnowania, wynosiła ona w obiektach
nawożonych tym składnikiem (tab. 8) w I pokosie od 1,84 do 2,16% N, a w obiektach nie
nawożonych azotem od 1,70 do 1,76% N oraz w II pokosie odpowiednio: od 1,92 do 2,15% i
od 1,90 do 2,08%. Większe zawartości azotu stwierdzano w obiektach nawożonych 180 kg N
+ PK niż w obiektach nawożonych 90 kg N + PK. Największa bezwzględna różnica
zawartości między tymi obiektami wynosiła 0,3%. Większe zróżnicowanie zawartości tego
pierwiastka w runi odnosi się do lat jej użytkowania niż do obiektów nawozowych (ryc. 10).
Udział azotu dla wszystkich obiektów mieścił się w przedziale od 1,3 do 2,8% N. Zmian
zawartości, mających charakter fluktuacyjny, należy upatrywać w tempie mineralizacji
materii organicznej masy korzeni. Wapnowanie nie miało wpływu na zawartość azotu w runi.
Obok bezwzględnej zawartości azotu w roślinach istotnej informacji o jakości runi
dostarcza udział białka ogólnego (surowego) w ich składzie chemicznym. Przy stosowaniu
przelicznika 6,25 do wyliczenia zawartości białka surowego z zawartości N-ogólnego, wyniki
należy oceniać jednak bardzo krytycznie. Występuje na ogół w uprawach rolnych duża
dynamika zmian stosunku azotu niebiałkowego do białkowego. Dlatego ważnym kryterium
jakości paszy jest zawartość białka właściwego i jego udział w białku surowym. W
29
doświadczeniu w Czarnym Potoku ustabilizowaną cechą dotyczącą oddziaływania
stosowanych dawek azotu na jakość runi był udział azotu białkowego w jego ogólnej
zawartości (tab. 9). Wartość tego wskaźnika w całym okresie badań nie ulegała większym
wahaniom. Współczynnik zmienności tej cechy nie przekroczył w poszczególnych okresach
20%, a na ogół kształtował się poniżej 10%. Wartość tego stosunku wynosiła nieznacznie
powyżej 0,7 i mieściła się w granicach podawanych przez Czubę i Mazura [1988]. W okresie
30 lat współczynnik korelacji azotu ogólnego i azotu białkowego wynosił średnio dla obu
form 0,82 przy dawce 90 kg N + PK, i 0,76 przy dawce 180 kg N + PK. Istnieje tendencja
zmniejszania się udziału azotu białkowego w odniesieniu do azotu ogólnego [Czuba i Mazur
1988] wraz ze wzrostem dawki azotu, ale w przypadku doświadczenia w Czarnym Potoku
różnica pomiędzy dawką 90 kg i 180 kg N + PK była nieistotna statystycznie. Największe
obniżenie tego stosunku w analizowanych okresach wynosiło do 3,6%. Stabilność udziału
azotu białkowego w azocie ogólnym sugeruje potrzebę zwrócenia uwagi na wielkość plonów
runi. Wierność plonowania może zabezpieczyć uzyskanie odpowiedniego plonu białka przy
mniejszych nakładach związanych z nawożeniem azotowym. Podobny dla obu dawek
wskaźnik wykorzystania azotu z nawozów potwierdza fakt, że czynniki ograniczające plony
runi mają wpływ na ilość uzyskanego białka.
Produktywność nawożenia, wyrażoną ilością suchej masy runi i białka surowego w
odniesieniu do 1 kg N, oraz wykorzystanie azotu z dawki nawozu obliczono z różnicy między
wskaźnikami przy pełnym nawożeniu NPK i nawożeniu fosforowo-potasowym. W
obliczeniach trendów pominięto wartości z lat przerw w nawożeniu (1974-1975 i 1993-1994).
Wskaźnik produktywności azotu na łące górskiej był zróżnicowany w poszczególnych
okresach użytkowania runi, co ogólnie rzecz biorąc wynika z zmiany udziału w runi
koniczyny białej i dynamiki plonów w obiektach nawożonych fosforem i potasem. Poziom
plonów w tej kombinacji w latach 1986-1997 nie różnił się od osiąganych w kombinacjach z
pełnym nawożeniem.
Wyznaczone krzywe (ryc. 11) opisujące przybliżoną produktywność i wykorzystanie
netto, tj. w odniesieniu do obiektu PK, azotu na łące górskiej (średnio dla obu form) wskazują
zróżnicowanie w okresie trwania doświadczenia tych wskaźników. Można zauważyć, że
krzywe produktywności obu dawek azotu mają bardzo zbliżony przebieg. W wyniku
stosowania 1 kg N największą ilość suchej masy osiągano w okresie od 10. do 18. roku
trwania doświadczenia. Na początku doświadczenia produktywność była większa przy
mniejszej dawce azotu, a w okresie największego plonowania runi przy dawce 180 kg N +
PK. Odwrócenie tej zależności i pogłębianie się różnic na niekorzyść większych dawek azotu
30
można było zaobserwować w trzeciej dekadzie doświadczenia. Efekty plonotwórcze azotu
zastosowanego pod I i II pokos były różne (brak wyników w tekście) i sugerują
uwzględnienie innego podziału nawozów azotowych pod poszczególne pokosy. Przyjęty w
doświadczeniu podział - 2/3 po ruszeniu wegetacji i 1/3 dawki rocznej azotu po zbiorze I
pokosu - w warunkach górskich powinien być zmieniony na korzyść większej dawki w
okresie letnim, co potwierdza również między innymi Strežo [1997]. W I pokosie
produktywność azotu była z reguły większa w przypadku dawki 90 kg N + PK niż 180 kg N +
PK. W II pokosie, w okresie 1968-1985, zależność ta była odwrotna i w kolejnych latach
1986-1997 uległa wyrównaniu. Wyznaczone trendy prostoliniowe produktywności azotu w
okresie od 1981 do 1992 r. (od momentu osiągnięcia największej produktywności do przerwy
w nawożeniu) w zależności od dawek N i pokosów mają postać:
R2=0,81;
90 kg N + PK, I pokos
y=46,02-3,46 · rok;
F=69,3;
bse= 6,4
180 kg N + PK, I pokos
y= 43,03-3,76 · rok; R2=0,89;
F=160,1; bse=3,4
90 kg N + PK, II pokos
y=44,66-4,35 · rok ; R2=0,64;
F=42,1;
bse=7,8
180 kg N + PK, II pokos
y= 62,76-5,69 · rok; R2=0,78;
F=121,2;
bse=5,1
(R2 - współczynnik determinacji, F - wartość testu F, bse - błąd standardowy
estymacji)
Trendy te występujące w okresie między czternastym a dwudziestym piątym rokiem
doświadczenia wskazują na zmiany w ciągu roku produktywności od 3,46 do 5,69 kg suchej
masy na 1 kg zastosowanego azotu. Z powyższych równań wynika, że w okresie kilkunastu
lat produktywność azotu na łące górskiej byłaby mniejsza od zera.
Stwierdzono wyraźną zależność wielkości plonu od stopnia wykorzystania netto azotu
oraz przybliżonej produktywności w przypadku dawki 180 kg N + PK (ryc. 12). Uzasadniona
z punktu widzenia produkcyjnego dawka 180 kg N · ha-1 w warunkach górskich wymaga
zwrócenia szczególnej uwagi na technikę i technologię jej stosowania sprzyjającej
wykorzystaniu azotu. W warunkach ograniczonego wykorzystania azotu nie należy
spodziewać się zwiększenia plonu. Istotna zależność dla dawki 90 kg N + PK jest z kolei
obarczona niższymi współczynnikami determinacji, co sugeruje, że na wielkość plonu oraz
większą tolerancję wytworzonego zbiorowiska na czynniki biotyczne i abiotyczne wpływają
również inne czynniki, a nie tylko wykorzystanie azotu.
Zastosowanie metody różnicowej do obliczenia wskaźników dotyczących nawożenia
azotem jest obarczone dużym błędem w przypadku obiektów wapnowanych ze względu na
zmianę składu florystycznego zbiorowisk po tym zabiegu, w tym szczególnie sukcesji roślin
motylkowatych w obiekcie PK. W wyniku reakcji runi łąkowej na nawożenie fosforem i
31
potasem kilkakrotnie w obiektach nawożonych NPK wskaźniki produktywności azotu miały
ujemne wartości.
Mikołajczak [1996] stwierdził w Sudetach, że efektywność azotu w dawce do 120 kg
N · ha-1 wahała się w granicach 25-30 kg s.m. · kg-1 N i w dawce 240 kg N · ha-1 od 15 do 20
kg s.m. · kg-1 N. W 9-letnich badaniach Winnicka i Bobrecka-Jamro [1996] uzyskały przy
dawce 80 kg N (100 kg P2O5 i 120 kg K2O · ha-1) największe przyrosty plonu suchej masy w
kg na 1 kg N (19,5-32,9), które były podobne do przyrostu przy dawce 160 kg N · ha-1 + PK.
Efektywność wszystkich zastosowanych w tym doświadczeniu dawek azotu zmniejszała się w
miarę upływu lat, co skłania do wniosku, że należy ograniczyć ich wielkość [Kopeć 1989,
Doboszyński 1996]. Z drugiej strony należy mieć na uwadze fakt, że produktywność netto jest
efektem porównania obiektu o ujemnym bilansie potasu (wywołanym, w wyniku nawożenia
azotem, zwiększeniem plonów) z obiektem o zazwyczaj wzrastającej zasobności w fosfor i
potas, co w perspektywie wieloletniego doświadczenia radykalnie zmienia możliwość
wnioskowania. Wartości dotyczące wykorzystania azotu, obliczone metodą różnicową, są
większe od wartości uzyskanych za pomocą metody izotopowej [Azot w glebach... 1991].
Przyczyny tej różnicy upatruje się w bodźcowym działaniu nawozu azotowego, powodującym
mineralizację próchnicy i udostępnianie związanego w niej azotu.
O możliwościach ograniczenia nawożenia azotem świadczą badania Baryły i
Sawickiego [1996], którzy stwierdzili, że udział 1% roślin motylkowatych w runi trawiastej
pozwala zredukować nawożenie azotem przeciętnie o 3-5 kg N na 1 ha. Autorzy ci uważają,
że 30-40 procentowy udział tej grupy roślin w zbiorowiskach łąkowo-pastwiskowych może w
całkowicie zrekompensować nawożenie azotem. W warunkach doświadczenia w Czarnym
Potoku udział Trifolium repens przy pełnym nawożeniu NPK z dawką 90 kg N · ha-1 podległ
jednak fluktuacji i nie przekraczał 10%. Konieczność ograniczenia dawek azotu Firek [1991]
uzasadnia korzystniejszymi współczynnikami strawności runi. Prowadząc doświadczenie na
dwóch różnych łąkach w systemie dwukośnym w okresie od 11. do 13. roku jego trwania
stwierdzono lepsze parametry strawności po stosowaniu nawożenia 100 kg N + PK niż
większymi dawkami azotu.
Zawartość potasu w runi łąkowej poszczególnych obiektów doświadczalnych w
Czarnym Potoku zmieniała się nieznacznie w ciągu 30 lat trwania doświadczenia (tab. 10).
Współczynniki zmienności zawartości tego pierwiastka w pierwszym pokosie mieściły się w
przedziale 10-22%, a w drugim - 12-28%. Zróżnicowanie zawartości potasu w latach malało z
czasem trwania doświadczenia. Największe wahania wystąpiły w pierwszych lat użytkowania
runi. W runi nawożonej potasem z I pokosu najmniejsza zawartość potasu wynosiła 1,38% w
32
obiekcie nawożonym 180 kg N (mocznik) + PK, a największa 3,20% w obiekcie 90 kg N
(mocznik) +PK. Na ogół większa dawka nawozu azotowego oraz wapnowanie powodowało
zmniejszenie zawartości potasu w runi. W obiekcie 180 kg N + PK charakterystyczne były
mniejsze zawartości potasu w okresie osiągnięcia maksymalnych plonów (ryc. 13), co
wynikało z rozcieńczenia tego pierwiastka w plonie. Mimo stosowania jednakowych dawek
nawozu potasowego pod oba pokosy istnieje różnica w zawartości potasu w runi I i II pokosu.
Większa zawartość potasu w runi I pokosu świadczy o wzroście dostępności tego pierwiastka
z zapasów glebowych po okresie zimowym.
Na temat optymalnej zawartości potasu w runi panują różne opinie, przyjmuje się
jednak, że zawartość na poziomie 1% K w suchej masie pokrywa zapotrzebowanie zwierząt
na ten składnik [Czuba i Mazur 1988]. Większe znaczenie niż niedobór zawartości potasu ma
optymalny stosunek Na : K. Gospodarowanie potasem może prowadzić do oszczędniejszego
nawożenia z racji dużych rezerw glebowych i większego uruchamiania tego pierwiastka w
okresie zimowym. Zastosowana w doświadczeniu w Czarnym Potoku dawka potasu będąca
tłem dla dwóch znacząco różnych dawek azotu, wydaje się za wysoka w przypadku 90 kg N +
PK. Z drugiej strony, bilans potasu w obiektach z pełnym nawożeniem NPK był w
doświadczeniu ujemny.
Gdy
intensyfikuje
się
nawożenie
w
ekstremalnych
warunkach
glebowo
klimatycznych, obok azotu i potasu wzrasta znaczenie fosforu. Gleby terenów górskich w
Polsce są generalnie ubogie w przyswajalne formy fosforu, a kwaśny odczyn tych gleb
jeszcze bardziej pogarsza przyswajalność tego pierwiastka dla roślin. Racjonalne nawożenie
fosforem powinno uwzględniać zasobność gleby w ten pierwiastek [Fotyma i in. 1990,
Gorlach i Curyło 1993]. Dobra zasobność gleby w przyswajalny fosfor wywiera wpływ na
wielkość plonu oraz zawężą, mimo zmiennych warunków klimatycznych, amplitudę wahań
plonowania w poszczególnych latach. W statycznym doświadczeniu nawozowym na łące
górskiej w Czarnym Potoku współczynnik zmienności plonowania po 10 latach badań był
najniższy w obiektach z jednostronnym nawożeniem fosforem oraz przy dawce 90 kg N + PK
[Kopeć i Mazur 1995]. Poziom nawożenia fosforem może mieć znaczenie również ze
względu na ewentualne zagrożenie wzrostem zawartości toksycznych metali (np. kadmu) w
roślinach i glebie [Kopeć i in. 1997].
Stosowane nawożenie fosforowe spowodowało wzrost zawartości fosforu w runi (tab.
11). W pierwszym okresie badań zawartość fosforu w suchej masie, szczególnie w przypadku
I pokosu obiektów nawożonych fosforem wykazywała nieznacznie większą zmienność niż w
drugim okresie, co wynika ze słabej reakcji runi na nawożenie w pierwszym roku (ryc. 14). W
33
porównaniu do runi bez nawożenia zawartość fosforu w I pokosie z kombinacji nawożonych
tym składnikiem była dwukrotnie większa. Systematyczne nawożenie dało w efekcie,
obserwowany w drugim okresie (lata 1986-1997), dalszy wzrost zawartości fosforu w runi.
Współczynnik zmienności zawartości fosforu w runi w tym okresie wskazuje na niewielkie
różnice między latami. Nastąpił wzrost zawartości fosforu w runi obiektu zarówno
jednostronnie nawożonej fosforem, jak i azotem na tle PK. Wapnowanie nie miało większego
wpływu na zróżnicowanie zawartości tego pierwiastka w runi.
Najmniejsza zawartość fosforu stwierdzono w runi obiektu jednostronnie nawożonego
azotem oraz bez nawożenia. Średnio w całym okresie doświadczenia wynosiła ona w I
pokosie 0,16% i w II pokosie odpowiednio 0,15% i 0,17% P w suchej masie. Brak było
wyraźnego zróżnicowania między zawartością fosforu w runi obiektów nawożonych różnymi
dawkami azotu na tle PK. Największą zawartość fosforu stwierdzono w II pokosie runi
obiektu jednostronnie nawożonego fosforem - wynosiła ona średnio 0,33% P w suchej masie.
Wyniki badań żywieniowych wskazują, że pełnowartościowe siano powinno zawierać
0,30-0,35% P. Cytowani przez Czubę i Mazura [1988] autorzy uważają za wysoką zawartość
fosforu w runi 0,26-0,30% P w suchej masie. Takie duże koncentracje fosforu w runi z
obiektów doświadczalnych w Czarnym Potoku notowano szczególnie w drugim
analizowanym okresie nawożenia. Wyniki te potwierdzają obserwacje Czuby i Mazura
[1988], że w skutek nawożenia fosforem zmienia się zawartość fosforu w roślinach rosnących
na glebach ubogich w ten składnik oraz że w takich warunkach jego zawartość zwiększa się
do optymalnego poziomu, typowego dla poszczególnych gatunków i dalsze zwiększanie
dawek tego składnika podnosi już tylko nieznacznie jego zawartość w runi. W badaniach z lat
siedemdziesiątych [Nowak 1973] wykazano, że 70% polskich łąk dostarcza siano złej jakości
lub niedoborowe, a tylko 10% - siano bardzo dobre pod względem zawartości fosforu.
Systematyczne nawożenie fosforem bądź nawozami organicznymi zwiększa zasobność gleby
w ten pierwiastek i poprawia jego zawartość w runi [Czuba i Murzyński 1993, Gorlach i
Curyło 1993, Kasperczyk i Wiśniowska-Kielian 1995, Woźniak 1999]. Ze względu na dużą
stabilność w runi i fizyko-chemiczne przemiany zachodzące w glebie fosfor może być
stosowany w nawożeniu na zapas. Doświadczenia z nawozami fosforowymi stosowanymi w
dawkach corocznych i skomasowanych wykazywały, że różnice na ogół kompensowały się w
dłuższym okresie. Koter i inni [1990] oraz Fotyma i inni [1990], na podstawie wieloletnich
doświadczeń polowych w zmianowaniu, stwierdzili, że nagromadzony w glebie w wyniku
nawożenia fosfor wykazywał działanie następcze, przejawiające się w zwiększeniu plonów
roślin uprawianych w kolejnych latach.
34
Obecność sodu w runi łąkowej determinuje jej skład botaniczny, intensywność
nawożenia, wzrost plonu wywołany przez to nawożenie oraz zmniejszenie dostępności
wymiennego sodu w glebie [Nowak 1979, Curyło 1991b, Doboszyński 1995]. Duże
znaczenie ma współzawodnictwo roślin w pobieraniu kationów potasu i sodu oraz
towarzyszącego pobieraniu sodu anionu. Czas trwania doświadczeń potęguje zmiany
zawartości sodu w roślinach. Znaczenia w praktyce nabiera również ograniczenie stosowania
niskoprocentowych soli potasowych [Curyło 1991b], a obecnie całkowite ich wycofanie.
Zagadnienie sodu jest odsuwane na dalszy plan z powodu wpływu tego pierwiastka na plony
roślin tylko przy niedostatecznym ich zaopatrzeniu w potas, istnienia nielicznych gatunków
roślin zaliczanych do halofitów oraz łatwości uzupełniania sodu w dawce pokarmowej
zwierząt w formie mineralnej. Zmiany dotyczące zawartości tego pierwiastka w środowisku
rolniczym mają jednak charakter niepokojący [Doboszyński 1995].
Zawartość sodu w runi łąkowej obiektów nawozowych w Czarnym Potoku (tab. 12,
ryc. 15) była niewielka i kształtowała się blisko dolnej granicy udziału tego pierwiastka w
składzie chemicznym runi. W okresie objętym analizą udział sodu w runi był nieznacznie
większy w obiektach nawożonych podwójną dawką azotu niż w obiektach nawożonych
pojedynczą (niezależnie od formy). Jednocześnie współczynnik zmienności zawartości sodu
w runi świadczy o większych wahaniach w obiektach z podwójną dawką azotu, szczególnie w
pierwszym analizowanym okresie (lata 1968-1985). Jelinowska i Magnuszewska [1983]
twierdzą, że wpływ azotu na wzrost zawartości sodu w trawach zależy jednak bardziej od
gatunku rośliny, niż dawki tego składnika. W miarę wzrostu poziomu nawożenia mineralnego
z upływem czasu badań, zmniejsza się wyraźnie zawartość sodu w runi łąkowej, co stwierdził
również Curyło [1991b]. Największe zawartości sodu odnotowano w runi nawożonej
jednostronnie fosforem oraz bez nawożenia, co świadczy o zastępowaniu potasu sodem.
Różnice zawartości w poszczególnych latach, od wartości średniej były większe na ogół w
okresie od 18. do 30. roku badań, niż w okresie do 18. roku badań. Wapnowanie powodowało
nieznaczny wzrost sodu w runi łąkowej [Mazur i inni 1993]. Może się to wiązać ze zmianami
w składzie botanicznym, gdyż stwierdzono znaczną różnicę w zawartości sodu między
koniczyną łąkową a kupkówką pospolitą i kostrzewą łąkową [Filipek-Mazur i in. 1999]. W
tych samych obiektach koniczyna zawierała prawie 10-krotnie więcej sodu niż trawy,
aczkolwiek wapnowanie przyczyniało się do zmniejszenia zawartość sodu w koniczynie.
Średnie roczne pobranie sodu do 18. roku badań było największe w obiekcie
nawożonym dawką 180 kg N · ha-1 w formie mocznika i wynosiło 3,31 kg Na · ha-1, a
najmniejsze, 0,96 kg Na · ha-1, w obiekcie bez nawożenia. Dużą ilość pobranego sodu w tym
35
okresie w obiektach z pełnym nawożeniem należy tłumaczyć większą ilością sodu
wprowadzanego z nawożeniem potasowym, szczególnie do roku 1976, oraz z wielkością
plonów w tych obiektach. Również podczas trwających 20 lat doświadczeniach Curyły
[1991b] pobranie sodu wzrastało wraz z poziomem nawożenia, zwłaszcza azotowego, ale
zmniejszało się w miarę upływu lat.
Problem zmniejszania się zawartości magnezu wymiennego w glebach Polski staje się
ostatnio bardzo ważny [Czuba i Mazur 1988, Doboszyński 1995]. Czynniki takie, jak silne
przemycie profilu glebowego, stosowanie skoncentrowanych nawozów zawierających
niewielkie ilości magnezu oraz dużych dawek nawozów potasowych i azotowych, mają coraz
większy niekorzystny wpływ na rozwój i plonowanie roślin uprawnych, w tym również roślin
łąkowych. Mała zawartość magnezu w runi, zwłaszcza w rejonach górskich (mimo wysokich
wskaźników zasobności gleby w ten pierwiastek na Pogórzu Karpackim) [Woźniak 1996],
jest najczęściej wynikiem uproszczenia składu botanicznego runi na skutek eliminacji roślin
dwuliściennych [Mazur i Mazur 1973].
Niezmiernie ważną rolę magnezu dostrzega się w jego relacjach z innymi
makroskładnikami, w tym głównie z wapniem [Wojnowska i Krauze 1978], oraz z sumą
kationów jednowartościowych - potasu i sodu. Rola magnezu w żywieniu zwierząt wzrasta w
świetle jego niewielkiej, 10-30-procentowej, przyswajalności i występowania tężyczki
pastwiskowej przy niedoborze magnezu w runi [Underwood 1971, Doboszyński 1995].
Zawartość magnezu w sianie w warunkach Polski mieści się w granicach od 0,006 do
0,71% Mg, przy czym przeciętnie wynosi 0,20% w suchej masie [Łąkarstwo... 1978 za
Szymborską]. Czuba i Mazur [1988] podają za Nowakiem, że z ponad 2000 analizowanych
próbek tylko 5,5% zawierało powyżej 0,24% Mg w suchej masie, tj. wartość uważaną za
dobrą z punktu widzenia wzrostu roślin i wartości odżywczej.
Średnia zawartość magnezu w suchej masie runi łąkowej I pokosu (tab. 13)
doświadczenia w Czarnym Potoku podlegała na ogół niewielkim zmianom w ciągu czasu jego
trwania (wartość V = 18-21% oraz nieznacznie większa wartość V = 29% w obiekcie z
jednostronnym nawożeniem azotowym) i wynosiła od 0,13 do 0,20% Mg. Największą
zawartość magnezu odnotowano w obiekcie bez nawożenia, w którym licznie występowały
roślinny dwuliścienne, a najmniejszą w obiekcie nawożonym potasem i fosforem. O
antagonistycznym wpływie potasu na pobieranie magnezu świadczy również najmniejsza
zawartość magnezu w runi II pokosu z tego samego obiektu. Tylko w przypadku runi II
pokosu z obiektu bez nawożenia można uznać średnią z trzydziestolecia zawartość magnezu
36
za dobrą z punktu widzenia wzrostu roślin i jakości plonu. Dynamikę średniej ważonej
zawartości magnezu przedstawia rycina 16.
Woźniak [1997] podaje, że przy znacznej ogólnej zawartości magnezu w glebach
brunatnych kwaśnych i niewielkim udziale jego form rozpuszczalnych, rośliny gromadzą na
ogół niewielkie ilości magnezu. Underwood [1971] pisze o pojawieniu się tężyczki
pastwiskowej najczęściej w porze roku, kiedy w próbkach runi stwierdzano poniżej 0,20%
Mg. Zawartość magnezu w runi w dużym stopniu zależy od gatunków występujących w
zbiorowisku. Mała zawartość magnezu charakteryzuje kostrzewę czerwoną oraz wiechlinę
łąkową i zwyczajną [Łąkarstwo... 1978]. Kostrzewa czerwona jest gatunkiem dominującym w
obiektach nawożonych jednostronnie fosforem oraz potasem i fosforem [Mazur i in. 1993].
Do zasobnych w magnez zalicza się kostrzewę łąkową i kłosówkę wełnistą [Łąkarstwo...
1978]. W doświadczeniu w Czarnym Potoku większą zawartość magnezu stwierdzono w
obiektach nawożonych 180 kg N + PK, w których dominowała kłosówka miękka.
W obiektach z niepełnym nawożeniem ilość magnezu pobranego przez ruń w I
pokosie wynosiła niecałe 4 kg Mg · ha-1 · rok-1, a różnica ilości pobranego magnezu między
dawkami saletry amonowej 180 kg N i 90 kg N · ha-1 na tle PK wynosiła 3 kg Mg. Różnica ta
była relatywnie większa w II, niż w I pokosie. Współczynniki zmienności ilości magnezu w
plonie I i II pokosu były znacząco wyższe niż współczynniki zmienności zawartości tego
pierwiastka w runi z tych pokosów. Na większą dynamikę plonowania niż kształtowania się
zawartości magnezu w runi łąkowej pod wpływem zróżnicowanego nawożenia zwrócili
wcześniej uwagę Mazur i Mazur [1973].
W runi łąkowej ze wszystkich obiektów nawożonych, w serii bez wapnowania,
następowało stałe, znaczne zmniejszanie się zawartości wapnia w porównaniu do jego
zawartości z pierwszych lat doświadczenia.
Pożądany poziom wapnia w runi wynoszący 0,7% Ca w suchej masie stwierdzano
tylko w pierwszym analizowanym okresie w obiektach bez nawożenia i z jednostronnym
nawożeniem fosforem. W pierwszym przypadku w runi znaczny udział miały rośliny
dwuliścienne, w drugim ruń była nawożona wpierw supertomasyną, później superfosfatem, a
więc nawozami, z którymi wprowadza się również wapń [Mazur i Mazur 1972, 1978].
Współczynniki zmienności zawartości wapnia w latach 1968-1985 świadczą o dużym
wpływie intensywności nawożenia na zawartość wapnia w roślinach.
Zawartości stwierdzane we wszystkich obiektach (tab. 14, ryc. 17), szczególnie w
plonie I pokosu, w drugim analizowanym okresie świadczą o niedostatecznej, bardzo niskiej
zawartości wapnia w runi. Największe trudności z pobraniem wapnia mają rośliny nawożone
37
180 kg N + PK, co wynika z największego wyczerpania (pobrania przez plon) wapnia, ale
poziom tego pierwiastka w runi nawożonej mniejszą dawką azotu jest również bardzo niski.
Zazwyczaj ruń II pokosu jest znacznie bogatsza w wapń, co potwierdza w swoich
badaniach między innymi Gajda [1994]. Wynika to z jej składu botanicznego i z
ograniczonego tempa przenikania wapnia w głąb profilu. Najmniejsza różnica między
maksymalną a minimalną zawartością Ca wystąpiła w obiektach nawożonych większą dawką
azotu (180 kg N + PK). Średnio z 30 lat w serii bez wapnowania dla obu form azotu wynosiła
ona 7,3% i była trzykrotnie mniejsza od różnicy przy dawce 90 kg N + PK. Ruń nawożona z
obiektu 180 kg N + PK była w największym stopniu uproszczona i złożona z gatunków traw
uboższych w składniki pokarmowe niż gatunki dwuliścienne.
Dzięki zabiegom wapnowania zastosowanym w czasie trwania doświadczenia w
Czarnym Potoku nieznacznie poprawiała się zawartość tego pierwiastka w runi. Wzrost
zawartości wapnia wyniósł w I pokosie w latach 1986-1997 po pełnym (NPK) nawożeniu
niecałe 20%, a w II pokosie średnio dla obu form 39,5% przy mniejszych dawkach azotu i
50,5% przy większych. Zawartość wapnia w granicach 0,27-0,46% w runi wapnowanej po
pełnym nawożeniu należy nadal uważać za niedostateczną. Otrzymane w różnych
doświadczeniach
wyniki
dotyczące
wpływu
wapnowania
użytków
zielonych
są
niejednoznaczne [Czuba i Mazur 1988, Gorlach i Curyło 1990, Czuba i Murzyński 1993a,
Gajda 1994, Johnston 1994, Niczyporuk i Jankowska-Huflejt 1996, Smoroń i Kopeć 1999].
W łanowym doświadczeniu Gajdy [1994], mimo wyraźnego wzrostu zawartości Ca w wyniku
wapnowania, średnia koncentracja tego pierwiastka w I pokosie wynosiła 0,45%. Alternatywą
niezbędnego podwyższenia zawartości wapnia w runi jest prawdopodobnie systematycznie
wykonywany zabieg wapnowania, nawet na niższych dawkach. Do tego poglądu skłaniają się
inni autorzy [Nowak 1975, Stypiński 1993]. Koszty takiego zabiegu w warunkach górskich
będą jednak mniejsze, jeśli ograniczy się zakwaszający wpływ azotu, a więc również przy
mniejszych jego dawkach.
Wydaje się, że stosowanie nawozów na użytkach zielonych musi opierać się na
zasadzie równowagi składników pokarmowych, wówczas bowiem korzyści będą największe.
Jednostronne nawożenie runi łąki górskiej plonotwórczym azotem wiąże się z bardzo szybkim
wyczerpaniem niewielkich zasobów przyswajalnych form fosforu w glebie, a uproszczenie
składu
botanicznego
runi
prowadzi
do
złej
gospodarki
kationami
wymiennymi.
Niezrównoważone nawożenie, bądź brak systematycznego wapnowania prowadzi do sytuacji,
w której ponosi się znaczne koszty nawożenia jednym pierwiastkiem. Interwencja poprzez
stosowanie dużych dawek składnika uważanego przez nas za występującego w minimalnej
38
ilości może być nieskuteczna. Rozsądne gospodarowanie składnikami polega na tym, aby nie
doprowadzić do sytuacji, w której będzie brak reakcji na nawożenie. Konieczne jest więc
działanie kompleksowe obejmujące różne elementy i zabiegi uprawowe. Zrównoważenie
nawożenia wymaga jednak bardzo dokładnej znajomości składu chemicznego roślin i
bilansowania składników w okresie kilku lat.
Gospodarka nawozowa przyszłości będzie musiała w większym stopniu uwzględniać
uwarunkowania naturalne (zmienność zasobności środowiska glebowego), zagadnienia
ochrony środowiska (szczególnie zasobów wód gruntowych) oraz - głównie w warunkach
obszarów górskich - rolę łąk naturalnych w ograniczaniu erozji, a także w retencjonowaniu
zasobów wodnych [Woźniak 1999].
Generalnie należy uznać, że ruń nawożona dawką 90 kg N + PK wykazuje dużą
stabilność i odpowiednią zawartość makroskładników. Dawka 180 kg N + PK nie
różnicowała znacząco zawartości makropierwiastków dostarczanych z nawozami w
porównaniu z dawką azotu dwukrotnie mniejszą. Wpływ nawożenia azotem na skład
mineralny runi zwiększał się na ogół w miarę upływu lat, co potwierdza na przykład Curyło
[1991a].
Zmiany zawartości składników pokarmowych w runi łąkowej wywoływane są
ponadto tempem mineralizacji biomasy podziemnej. Według Klobušickýego i innych [1999],
na łące trwałej stosunek masy korzeni do porostu może wynosić około 6 : 1. Tłumaczy to
zwiększenie zawartości niektórych pierwiastków po 6-8 latach od roku, w którym osiągnięto
maksymalne plony oraz szybszą reakcję runi przejawiającą się lepszym jej plonowaniem po
pierwszej przerwie w nawożeniu niż w do pierwszych sześciu latach od rozpoczęcia
nawożenia. Zakładając 2-3 lata inercji podziemnego potencjału zbiorowiska łąkowego i
przyjmując czas wymiany korzeni na łące trwałej około 4 lat [Klobušický i in. 1999] można
tłumaczyć wzrost zawartości fosforu, azotu i magnezu około 20.-22. roku trwania
doświadczenia analizowanego w niniejszej pracy. Okres ten poprzedzało kilka lat stosunkowo
suchych (< 500 mm opadu), co sprzyjało mineralizacji obumierających korzeni. Efekt
wzrostu zawartości pierwiastka wystąpił przy zmniejszającym się plonie [Wilson i Lemaire
1992], co przedstawiono na wykresie (ryc. 18) w odniesieniu do azotu.
Zależność między plonem runi a zawartością składników w roślinach była na ogół
bardzo mała (tab. 15), szczególnie w przypadku tak zróżnicowanego zbiorowiska, jakim jest
użytek zielony [Mtimuni i in. 1990, Płodzik 1996]. Przyrost materii organicznej
uwarunkowany jest szeregiem czynników niezwiązanych z koncentracją pobranych
składników mineralnych, w tym również czasem ich aplikacji lub niedoboru. Z drugiej strony,
39
mimo słabej korelacji zawartości poszczególnych makropierwiastków i plonu ich
współdziałanie na plon jest znaczące.
Przeprowadzona analiza wielokrotna zależności plonu od sześciu makroskładników
potwierdziła zmienny wpływ ich zawartości na jego wielkość. Relacje między zawartością
poszczególnych makroskładników a plonem były różne (tab. 16) w odniesieniu do czasu
trwania doświadczenia i pokosów, co zgadza się z przedstawionymi przez Sapek i Kalińską
[1996] modelami przebiegu zmian odczynu gleby i zawartości wapnia w ciągu 10 lat
doświadczeń. O zmianach interakcji między zawartością pierwiastków w runi uwarunkowaną
zróżnicowanym nawożeniem i terminami tego zabiegu, a czasem trwania doświadczenia (14
lat) donosi Strežo [1997]. Występowanie azotu jako zmiennej (tab. 16) było uwarunkowane
przerwą w nawożeniu i jego ograniczonym pobraniem w tym okresie. Pominięcie lat
zaniechania nawożenia wyeliminowało tę zmienną jako istotnie znaczącą w plonie runi
nawożonej NPK. Mimo stosunkowo niskich współczynników determinacji wspólnym
elementem większości tych równań, szczególnie w przypadku drugiego analizowanego
okresu, pozostaje sód. Jego wpływ na plon był jednak niewielki ze względu na bardzo małe
zawartości tego pierwiastka w runi. Analiza danych z okresu 30 lat wykazała brak istotnego
wpływu zawartości jakichkolwiek pierwiastków na plon tak I, jak i II pokosu. Równania
opisujące plony runi w zależności od zawartości w niej pierwiastków mają charakter
poznawczy i odnoszą się wyłącznie do doświadczenia w Czarnym Potoku. Interpretacja
takich modeli regresji wielokrotnej przybliżającej przebieg zmian cech gleby i roślinności
łąkowej w czasie jest trudna, ale modele te poszerzają możliwości opisania procesów
zachodzących w przyrodzie [Sapek i Kalińska 1996].
3.3.2. Masa pobranych makroskładników
Ujemna wartość różnicy między ilością składników pokarmowych wprowadzonych z
nawozami a ilością składników pobranych przez ruń łąkową w przypadku azotu wydaje się
bardzo korzystna, gdyż wynika najprawdopodobniej z dużego udziału roślin motylkowatych
w runi, mineralizacji nagromadzanej materii organicznej oraz opadów atmosferycznych. Azot
z nawozów mineralnych, który pozostał w glebie to straty ekonomiczne i zagrożenie dla
środowiska. W okresie 30 lat trwania doświadczenia, w serii bez wapnowania przy dawce 90
kg N + PK, różnica między ilością azotu wprowadzoną z nawozem a ilością pobraną przez
rośliny (tab. 17) wynosiła –869,4 kg N · ha-1, co oznacza, że średnio rocznie około 29 kg N ·
ha-1 było pozyskiwane z innych źródeł niż nawożenie mineralne. Wartości tej różnicy były
40
korzystniejsze dla saletry amonowej niż dla mocznika. W okresie 18 lat od 1968 do 1985 roku
różnica w przypadku nawożenia saletrą wynosiła -30,6 kg N · ha-1, a w przypadku mocznika
-28,1 kg N · ha-1. W następnym 12-letnim okresie zależność była podobna. Rośliny w runi
nawożonej saletrą pobierały rocznie z innych niż nawóz źródeł 29,9 i w przypadku mocznika
26,9 kg N · ha-1. Mniejsze pozyskanie azotu pozanawozowego przez rośliny w obiekcie z
mocznikiem widać wyraźniej po podwojeniu dawki azotu. O ile w okresie do roku 1985
wynik omawianego równania dla azotu przy dawce 180 kg N + PK w formie saletry wynosił
–22,5 kg N · ha-1, o tyle przy nawożeniu taką samą dawką azotu w formie mocznika był on
bliski zeru (-3,3 kg N · ha-1). Od roku 1986, wraz ze zmniejszaniem się plonowania w
obiekcie z większą dawką azotu, wynik równania był dodatni - średniorocznie w obiekcie
nawożonym saletrą wynosił 23,7 kg, a w obiekcie nawożonym mocznikiem 35,6 kg N · ha-1.
Zmiany zależności między ilością azotu wprowadzoną z nawozem a ilością pobraną przez
rośliny dla obu dawek, średnio dla form stosowanego azotu przedstawia rycina 19. Wartość
tej zależności była największa po przerwie w nawożeniu, a następnie w okresie kilku lat
zmniejszała się. Uwaga ma znaczenie praktyczne, gdyż dowodzi, że w przypadku runi źle
plonującej wielkość dawki nawozu azotowego powinna stopniowo wzrastać w okresie
kilkuletnim. Podobne położenie punktów odpowiadających wartościom tej zależności dla
dwóch dawek azotu w okresach przerw w nawożeniu potwierdza brak następczego wpływu
tego pierwiastka na ruń łąkową.
W obiekcie nawożonym przez 30 lat fosforem i potasem średniorocznie wynoszono z
plonem roślin 75 kg azotu z hektara. Tylko w przypadku tego nawożenia (tab. 17)
stwierdzono dodatnią różnicę między ilością potasu zastosowaną z nawozem a ilością tego
składnika pobraną przez ruń (+476,3 kg K · ha-1). W obiektach z pełnym nawożeniem NPK
największe wykorzystanie rezerw glebowych wystąpiło w okresie do 1985 roku i wynosiło
średniorocznie dla obu form stosowanego azotu -25,5 kg K · ha-1 przy dawce 90 kg N + PK i
-56,5 kg K · ha-1 przy podwojonej dawce N + PK. Oznacza to, że rocznie przez pierwsze 18
lat ubywało z warstwy gleby do 20 cm odpowiednio 13 i 29 mg K2O · kg-1. Mimo
niekorzystnych średnich wartości dla gospodarki potasem, wynikających z ujemnego bilansu
potasu w czasie przerw w nawożeniu, różnica między ilością tego składnika wprowadzoną do
gleby w soli potasowej a ilością pobraną przez ruń w okresie od 15. roku doświadczenia przy
nawożeniu 90 kg N + PK do zaniechania nawożenia (z wyjątkiem jednego roku) była
dodatnia (ryc. 19).
We wszystkich obiektach, w których stosowano nawożenie fosforem, mniejsze
pobranie fosforu przez ruń niż ilości tego składnika zastosowanego z nawozem umożliwia
41
wzrostu zasobności gleby w fosfor. Od 1968 do 1985 roku pozostawało w glebie
średniorocznie 16,7 kg P · ha-1 w obiektach 90 kg N + PK i 10 kg P · ha-1 w obiektach z
dwukrotnie większą dawką N + PK. W kolejnym okresie (12 lat) ten uproszczony bilans
fosforu wynosił w tych obiektach odpowiednio 14,1 i 13,5 kg P · ha-1. Oznacza to możliwość
znacznego ograniczenia nawożenia fosforowego w tych warunkach. Zakładając nawet
najniższy średnioroczny dodatni przyrost ilości tego pierwiastka (10 kg P · ha-1), jaki był
związany z największym plonowaniem runi nawożonej dawką 180 kg N + PK i względnie
wysoką zawartość fosforu w runi, dawka fosforu w tym obiekcie powinna być niższa od
stosowanej o 23 kg P2O5 i wynosić 67 kg P2O5 · ha-1. Stosunek między NPK w
doświadczeniu przy dawce 90 kg N + PK wynosił 1 : 0,44 : 1,38, a przy dawce 180 kg N +
PK 1 : 0,22 : 0,69. Przyjęcie mniejszego nawożenia fosforem użytków zielonych zalecają
Gorlach i Curyło [1990], proponując nawożenie N : P : K w stosunku 1 : 0,13 : 0,64, co
odpowiada przedstawionemu wyżej wyliczeniu. Ježikowá i Lihán [1997], uzyskując podobne
plony do tych zbieranych w Czarnym Potoku, przy stosunku NPK jak 1 : 0,15 : 0,4 nie
stwierdzili wzrostu zasobności gleby w fosfor, a wyczerpanie potasu było równorzędne w
porównaniu z obiektami nawożonymi NPK w stosunku: 1 : 0,3 : 0,8. Sztywne trzymanie się
szerokiej proporcji N : P w nawożeniu jest nieuzasadnione ze względu na to, że gleby mają
różną zasobność w składniki pokarmowe. Większe ilości pobranego fosforu na początku
doświadczenia w Czarnym Potoku również uzasadniają stosowanie wówczas większych
dawek tego składnika. Dodatni bilans fosforu w długotrwałych doświadczeniach łąkowych
potwierdzają inni autorzy [Arnold i in. 1976, Vasiliauskiene i Kadziulis 1992, Czuba i
Murzyński 1993b, Gorlach i Curyło 1993, Holubek i Jančovič 1993, Kasperczyk i
Wiśniowska-Kielian 1995, Woźniak 1999]. Decyzję o ograniczeniu dawki fosforu należy
podjąć z perspektywy czasu, uwzględniając wielkość plonów i zawartość fosforu w roślinach.
Na znaczenie bilansu w określaniu dawek składników zwrócili też uwagę Fotyma i inni
[1996], Woźniak [1999] oraz - na podstawie wyników statycznych doświadczeń trwających
20 lat - Czuba i Murzyński [1993b, c] oraz Gorlach i Curyło [1993].
W okresie 30 lat doświadczenia w serii bez wapnowania wapń, magnez i sód były
pobrane w ilości odpowiednio: 420,8-760,1; 170,3-395,1; 24,9-76,5 kg · ha-1. Najmniej tych
pierwiastków pobrały rośliny w obiektach z pełnym nawożeniem NPK (ryc. 20) w latach
zaniechania nawożenia (przy niskich plonach), szczególnie w drugim roku przerwy w
nawożeniu. Większe ilości pobranego wapnia, magnezu i sodu w pierwszych kilku latach
doświadczenia miały związek ze znacznym zwiększaniem się plonów oraz z innym
asortymentem wówczas stosowanych nawozów. Od momentu wprowadzenia bardziej
42
skoncentrowanej soli potasowej i superfosfatu potrójnego stale obniżała się ilość pobranego
wapnia i sodu, co można tylko tłumaczyć wzrastającą trudnością pobierania tych składników
przez rośliny na skutek wyczerpywania zapasów glebowych. Pobranie magnezu było wprost
proporcjonalne do wielkości plonów. Przy dawce 180 kg N + PK w porównaniu z dawką 90
kg N + PK w okresie 30 lat zebrano większe plony o 26%, a jednocześnie pobranie wapnia
było większe o 8,3%, magnezu o 41,8%, a sodu o 35,9%. Sugeruje to stymulujący wpływ
azotu na pobranie magnezu i sodu.
3.3.3. Wzajemne relacje makroskładników
Wartość paszy ocenia się nie tylko na podstawie bezwzględnej zawartości obecnych w
niej składników pokarmowych, ale również ich wzajemnych stosunków ilościowych. że
Proporcje pierwiastków w roślinach są z kolei uzależnione zarówno od zawartości
pierwiastków w glebach (szczególnie frakcji łatwo rozpuszczalnych), jak i od specyficznej
reakcji roślin, czego dowiódł Woźniak [1996] na podstawie badań przeprowadzonych na
wysokogórskich łąkach w Bieszczadach. Czuba i Mazur [1988] podkreślają, że
antagonistyczne lub synergistyczne zależności między składnikami gleby mogą prowadzić do
znacznych odchyleń od przeciętnej zawartości pierwiastka w roślinach, na przykład fosforu w
roślinach. Jak się uważa, wapń i fosfor, występujące w kościach zwierząt w stosunku
wagowym 2 : 1, są najlepiej wykorzystywane przez organizmy zwierzęce, gdy stosunek Ca do
P w paszy ma podobną wartość. Optymalna wartość tego stosunku jest inna dla różnych
gatunków zwierząt [Slamka i in. 1997]. Underwood [1971] podaje, że przeżuwacze wykazują
na ogół lepszą tolerancję na wyższy (przewaga wapnia) i gorszą na niższy (równy poziom Ca
i P lub przewaga fosforu) stosunek wapnia do fosforu, oczywiście do określonych granic.
Autor ten omawia badania, w których dawki pokarmowe dla przeżuwaczy różniące się
stosunkiem wapnia do fosforu (między 1 : 1 a 7 : 1) dały jednakowo dobre wyniki. Dobry stan
zdrowia przeżuwaczy obserwowano, gdy stosunek Ca : P odbiegał od uznawanego za
optymalny, ale pasza zawierała dostateczną ilość Ca i P oraz witaminy D. Zaburzenie
stosunku Ca : P, a więc nadmiar lub niedobór któregoś z tych składników, powoduje
interakcje w pobraniu innych pierwiastków, w tym magnezu, cynku czy manganu [Sapek
1993, Płodzik 1996, Slamka i in. 1997].
Należy zauważyć, że nawożenie mineralne w doświadczeniu prowadzonym w
Czarnym Potoku spowodowało zmiany w składzie botanicznym runi z poszczególnych
obiektów utrudniające interpretację zależności między pierwiastkami.
43
W okresie 30 lat doświadczenia w serii bez wapnowania tylko w obiekcie bez
nawożenia stosunek wagowy Ca : P przekraczał uznaną za optymalną wartość 2 (tab. 18).
Zmienność tego stosunku - w porównaniu z pozostałymi obiektami, w których stosowano
nawożenie mineralne - była najmniejsza, co świadczy o równowadze w pobieraniu wapnia i
fosforu w zbiorowisku nienawożonym. Nawożenie i przemienne użytkowanie runi powoduje
zawężenie stosunku Ca : P przede wszystkim w wyniku zmian składu botanicznego runi
polegających na zmniejszeniu udziału roślin dwuliściennych [Slamka i in. 1997].
Średnia wartość stosunku Ca : P w runi z obiektu nawożonego przez 30 lat
jednostronnie azotem była również większa od 2, jednak porównanie dwóch okresów (lata
1968-1985 i 1986-1997) wskazuje, że z czasem nastąpiło zmniejszenie się wartości tego
stosunku o 51,2%, a jego bezwzględna wartość w drugim okresie obniżyła się poniżej tej
uznawanej za optymalną.
Z reguły w analizowanych okresach zawęża się wartość Ca : P w runi ze wszystkich
obiektów (ryc. 21). Zmiany te świadczą o wyczerpywaniu się zasobów dostępnego dla roślin
wapnia i wyraźnym dodatnim bilansie fosforu w glebie obiektów nawożonych tym
składnikiem, przy czym plonotwórcze działanie azotu powoduje znacznie większe
wyczerpanie zasobów przyswajalnego wapnia. Dane świadczące o zawężaniu się tego
stosunku wraz ze wzrostem dawek azotu uzyskał także Wasilewski [1999] w wyniku 28 lat
doświadczeń, ale w innym, trwającym 10 lat doświadczeniu [Płodzik 1996] wpływ nawożenia
azotem na wartość ilorazu Ca : P był niejednoznaczny.
Wapnowanie pociągało za sobą zwiększenie wartości stosunku Ca : P w runi największe w obiekcie nawożonym jednostronnie azotem oraz bez nawożenia. W obu
przypadkach przyczyną tego była ograniczona dostępność fosforu przy bardzo niskiej jego
zawartości w glebie. W obiektach nawożonych NPK dwukrotne wapnowanie nie
spowodowało rozszerzenia stosunku Ca : P do wartości uważanej za optymalną. Płodzik
[1996] uważa jednak, że wapnowanie rozszerza wartość stosunku Ca : P niezależnie od
siedliska, ale zabieg ten ujawnia swój korzystny wpływ dopiero po kilku latach.
We wcześniejszym opracowaniu autora niniejszej pracy i Mazura [Kopeć i Mazur
1996a] stwierdzono, że wartość stosunku P : Mg zwiększała się w miarę upływu czasu, ale z
upływem lat wzrost ten był coraz mniejszy. Nawożenie azotowe na tle PK powodowało
obniżenie wartości stosunku P : Mg, więc miało nań odwrotny wpływ niż na stosunek P : Ca.
Może to oznaczać, że azot stymuluje pobieranie magnezu. Bardzo wysokie i zróżnicowane
współczynniki zmienności wartości stosunku P : Na świadczą o znacznym zróżnicowaniu
dynamiki pobierania sodu w porównaniu z fosforem. W porównaniu z początkowym okresem
44
doświadczenia w późniejszych latach nastąpił 3-4-krotny wzrost wartości stosunków P : Na.
Ponieważ wzrost ten nastąpił również w obiektach nie nawożonych fosforem, świadczy to o
wyczerpywaniu się dostępnych dla roślin zasobów sodu z gleby i zmianie jakości paszy pod
względem zawartości tego pierwiastka. Jesienią 1985 roku wraz z wapnowaniem w
zastosowano nawożenie sodem w ilości 200 kg Na · ha-1. Po tym zabiegu wartość P : Na była
mniejsza, nie więcej jednak niż o 15%.
Wartość stosunku jonowego Ca : Mg w runi nie powinna przekraczać 3 : 1 [Czuba i
Mazur 1988]. Przyjmuje się, że w takich warunkach są w pełni zaspokojone potrzeby
pokarmowe roślin motylkowatych i ziół, tj. roślin o dużych wymaganiach pokarmowych w
stosunku do wapnia, a tym bardziej roślin trawiastych. Uważa się, że odchylenia od
optymalnego stosunku Ca : Mg w środowisku istotnie wpływają na zmiany aktywności wielu
enzymów czynnych w procesach przyswajania mineralnych form azotu [Azot w glebach...
1991]. W doświadczeniu w Czarnym Potoku stosunek ten w runi łąkowej systematycznie się
zawężał (ryc. 22). Wyznaczone trendy jako wielomiany drugiego stopnia opisywały przebieg
tej zmienności w czasie od 53% w obiekcie z dawką 90 kg N + PK do 72% w obiekcie z
dawką 180 kg N + PK. W trzeciej dekadzie badań w skutek systematycznego wyczerpywania
się wapnia w glebie, w większości obiektów nastąpiło odwrócenie relacji pomiędzy wapniem
i magnezem. Z wyjątkiem obiektu nawożonego potasem i fosforem rośliny w tym okresie
pobierały więcej magnezu niż wapnia. Wapnowanie, przy nadal niskich zawartościach obu
pierwiastków w runi, spowodowało tylko nieznaczne rozszerzenie stosunek Ca : Mg.
Wskaźnik jakościowy wartości pokarmowej siana wyrażony stosunkiem jonowym K :
(Ca + Mg) powinien wynosić 1,62 i nie przekraczać 2,2 [Underwood 1971, Czuba i Mazur
1988]. Według słowackich autorów [Slamka i in. 1997], optymalna wartość tego wskaźnika
dla krów mlecznych powinna wynosić 0,72. Na wartość tą wpływa sposób użytkowania runi,
pasza z łąk trwałych, ze względu na urozmaicony skład botaniczny, może mieć niższą wartość
niż pasza z użytków przemiennych z ograniczoną liczbą gatunków w mieszankach, a
najczęściej kształtuje się ją doborem dawki potasu pod pokos. W tabeli 19 przedstawiono
wartości stosunku jonowego K : (Ca + Mg) w wybranych okresach. Nawożenie fosforem i
potasem powodowało systematyczne rozszerzanie wartości tego stosunku w miarę upływu
czasu. Wapnowanie tego obiektu miało korzystny wpływ na wartość stosunku K : (Ca + Mg)
[Płodzik 1996] - spowodowało zahamowanie jego tendencji wzrostowej.
W porównaniu z pierwszymi lat doświadczenia wartość stosunku K : (Ca + Mg) w
runi z obiektów nawożonych 90 kg N · ha-1 w okresie 30 lat systematycznie zwiększała się w
I pokosie. Pod koniec trzeciej dekady doświadczenia wynosiła ona ponad 2,2. W II pokosie
45
zmiany wartości tej proporcji mają inny przebieg. Po 20 latach wzrostu nastąpiło
zahamowanie tej tendencji, a w konsekwencji zmniejszenie się wartości stosunku
wyliczonego ze średnich ważonych
zawartości (ryc. 23). Przyczyną tego może być
urozmaicony skład florystyczny oraz zawartość wapnia wymiennego w glebie [Kopeć i
Mazur 1996b].
Nawożenie dawką 180 kg N · ha-1 na tle PK powodowało przez kilkanaście lat
stosunkowo niewielką fluktuację stosunku K : (Ca + Mg), a następnie zwiększenie jego
wartości. Okres tego wzrostu pokrywa się z okresem zmniejszenia się plonowania w tych
obiektach. Wynika stąd, że zastosowane w tych obiektach nawożenie z punktu widzenia
omawianego kryterium jakości paszy było najkorzystniejsze, jednak doprowadziło do
znacznego wyczerpania gleby z wymiennych form wapnia [Kopeć i Mazur 1996b,
Wasilewski 1999], co należy uważać za główną przyczynę zakłócenia równowagi między
składnikami pokarmowymi w roślinach. Wapnowanie, które nie dało efektu plonotwórczego
w tych obiektach, spowodowało zahamowanie wzrostu wartości stosunku K : (Ca + Mg).
Obliczone dla okresu 30 lat współczynniki korelacji prostej pomiędzy zawartością
wapnia w runi poszczególnych obiektów a stosunkiem jonowym K : (Ca + Mg) były istotne
dla obu pokosów. We wszystkich przypadkach wartość tych współczynników była ujemna.
Współczynniki korelacji prostej między zawartością potasu i stosunkiem K : (Ca + Mg) były
istotne przy rozpatrywaniu wszystkich obiektów (n = 240) w poszczególnych pokosach i
seriach, natomiast wpływ nawożenia w okresie 30 lat (n = 30) nie zawsze powodował
istotność tej zależności. Zawartości magnezu nie brano pod uwagę, gdyż tylko w bardzo
nielicznych przypadkach stwierdzono jego wpływ na wartość stosunku K : (Ca + Mg).
Regresja wielokrotna rozpatrywana dla wszystkich obiektów nawozowych w okresie
30 lat (n = 240), ujmująca zależność między stosunkiem jonowym K : (Ca + Mg) a
zawartością potasu i wapnia w roślinach dała następujące wartości testów:
dla I pokosu 0 Ca: R2 = 0,81; F = 505; beta (standaryzowany współczynnik cząstkowy
regresji) dla K = 0,58; beta dla Ca = -0,71;
dla II pokosu 0 Ca: R2 = 0,78; F = 417; beta dla K = 0,65; beta dla Ca = -0,64;
dla I pokosu + Ca: R2 = 0,81; F = 504; beta dla K = 0,70; beta dla Ca = -0,64;
dla II pokosu + Ca: R2 = 0,75; F = 338; beta dla K = 0,66; beta dla Ca = -0,65.
Wprowadzenie zawartości magnezu, obok zawartości potasu i wapnia, do obliczeń regresji
wielokrotnej wykazało jego istotną statystycznie współzależność ze stosunkiem K : (Ca +
Mg). W obu seriach i obu pokosach równania opisywały jednak tylko nieznacznie więcej niż
80% przypadków.
46
W zbiorowiskach łąkowych wytworzonych pod wpływem długotrwałego stałego
nawożenia mineralnego dochodzi do pogłębiających się niekorzystnych zmian w składzie
chemicznym runi (ryc. 23). Nawożenie NPK bez wapnowania zwiększa wyczerpywanie się
zapasów glebowych przyswajalnego wapnia. Zmniejszanie się jego zawartości w roślinach
powoduje obniżenie jakości paszy [Krajčovič i in. 1993]. Potas, jako pierwiastek znacząco
wpływający na jakość paszy mierzoną jego stosunkiem jonowym do sumy wapnia i magnezu,
powinien być stosowany bezwzględnie przy uwzględnieniu potrzeb nawozowych roślin
łąkowych. W doświadczeniu w Czarnym Potoku na łące górskiej w przypadku nawożenia
dawką 90 kg N + PK dawka 150 kg K2O · ha-1 wydaje się za wysoka w dłuższym okresie
czasu. Podwójna dawka azotu, stymulująca plonowanie, uzasadniała użycie takiej dawki
potasu.
Stwierdzono istotny we wszystkich badanych obiektach, pokosach i seriach (z
wyjątkiem obiektu bez nawożenia) wpływ dynamiki pobierania sodu na wartość stosunku K :
Na. Zwiększanie się stosunku K : Na we wszystkich obiektach wynikało z znacznego
zmniejszenia się ilości sodu pobranego z plonem roślin. Z wyjątkiem obiektu bez nawożenia
dla I pokosu obu serii nie stwierdzono istotnego wpływu ilości pobranego potasu na wartość
stosunku K : Na. W obiekcie tym jednak zależność taka opisywała niespełna 25%
przypadków.
Wykresy stosunku jonowego potasu do sodu we wszystkich obiektach mają podobny
przebieg (ryc. 24). Różnica miedzy obiektami występuje tylko w zakresie wielkości zmian
tego stosunku. Z reguły w II pokosie wartość stosunku K : Na była mniejsza niż w I pokosie.
W latach 1968-1976 fluktuacja i wartość tego stosunku nie ulegała dużym zmianom, co
wynikało przede wszystkim z nawożenia solą potasową o wysokiej zawartości sodu. Wraz z
zastosowaniem bardziej skoncentrowanych nawozów potasowych można było zaobserwować
stałe zwiększanie się wartości stosunku K : Na. Było to konsekwencją stałego poziomu
stosowanego nawożenia potasem, ale również od wyczerpywania się sodu z gleby [Kopeć i
Mazur 1996a]. Na podstawie przebiegu trendu stosunku K : Na w obiekcie bez nawożenia
(ryc. 24) należy sądzić, że wyczerpywanie dostępnego sodu jest intensywniejsze niż
wyczerpywanie zapasów potasu.
Podczas przerwy w nawożeniu zastosowanej w latach 1993-1994 wartość stosunku K :
Na była kilkakrotnie większa niż w latach ją poprzedzających. Wydaje się, że efekt wynikał z
następczego działania potasu przy zmniejszonym plonowaniu.
47
3.3.4. Zawartość wybranych metali śladowych (Cu, Zn, Mn i Cd)
Mimo zastosowania w 1994 roku regeneracyjnego nawożenia dawką 10 kg Cu na 1 ha
zawartość miedzi w runi doświadczenia w Czarnym Potoku była niedoborowa, szczególnie w
I pokosie i obiektach nawożonych fosforem oraz fosforem z potasem (tab. 20). Zawartość
cynku była prawidłowa, a manganu bardzo wysoka. Zawartość kadmu tylko w przypadku
obiektu nawożonego jednostronnie azotem w serii bez wapnowania nie przekraczała wartości
dopuszczalnej zalecanej dla roślin przeznaczonych na paszę (< 0,5 mg Cd · kg-1 s.m.).
Zawartość tego toksycznego pierwiastka w runi wynika z zasobności gleby w kadm i jej
właściwości, gdyż ilość kadmu wprowadzanego do gleby z nawozami była mniejsza, niż ilość
kadmu odprowadzana z plonem roślin [Kopeć i in. 1997]. Na zawartości pierwiastków
śladowych w runi wpływ niewątpliwie wywierała ich ilość pobrana z plonem w okresie 30 lat
oraz właściwości gleby, szczególnie jej odczyn. Największe plony zbierano w obiektach 180
kg N + PK, w których odczyn w wyniku nawożenia był najniższy, co dodatkowo
przyczyniało się do zwiększania przyswajalności wielu metali śladowych. Zawartość
mikroskładników w runi w początkowym okresie badań była większa [Mazur 1983], co
potwierdzają również wieloletnie badania Curyły [1999] i Wasilewskiego [1993]. Przeciętna
zawartość miedzi w pierwszych trzech latach doświadczenia (1968-1970) wahała się w
przedziale 8,00-10,33 mg · kg-1, cynku - 34,3-58,6 mg · kg-1, manganu - 288-446 mg · kg-1.
Wapnowanie wpłynęło na zmniejszenie zawartości w runi cynku i manganu oraz kadmu z
wyjątkiem obiektu nawożonego jednostronnie superfosfatem. Ze względu na to, że za
prawidłowy uważa się bardzo szeroki stosunek pierwiastka śladowego do makroelementu
interpretacja tych zależności jest trudna. Optymalna zawartość wapnia w paszy powinna być
100-200 razy większa od zawartości manganu czy cynku i 300-500 razy większa od
zawartości miedzi [Kruczyńska 1993]. Oprócz stosunków wapnia do innych pierwiastków
duże znaczenie przywiązuje się też do zależności między fosforem a cynkiem (stosunek ten
powinien być mniejszy niż 100-200 : 1). Rozszerzenie stosunków Ca i P do Cu, Zn, Mn i Cd
w wyniku wapnowania obiektów nawozowych w Czarnym Potoku było proporcjonalne dla
poszczególnych obiektów, co wynika z dostarczonego wapnia i uruchomienia fosforu (ryc.
25, 26). Zróżnicowanie tych stosunków między kombinacjami, tak w serii bez wapnowania,
jak i wapnowanej, wynikło z różnego stopnia wyczerpania pierwiastków śladowych z gleby.
Tylko w obiekcie 180 kg N + PK stosunek Ca : Cu mieścił się w przyjętym zakresie, ale
wystąpiło to przy bardzo niskiej zawartości wapnia w runi. W przypadku do pozostałych
obiektów wartość stosunku Ca : Cu w serii wapnowanej (ryc. 25) świadczy o niedoborze
48
miedzi w runi. Stwierdzono, że stosunek Ca do Mn był bardzo wąski i nawet w wyniku
wapnowania nie osiągnął optymalnej wartości, co świadczy o nadmiernej przyswajalności
przez rośliny manganu w tych warunkach i potwierdza niedobór wapnia. Na temat stosunku
wapnia i fosforu do kadmu w materiale roślinnym brak danych w literaturze, ale może on w
przyszłości stanowić wyznacznik skażenia kadmem paszy. Wapnowanie znacząco rozszerzyło
wartość Ca : Cd, ale przeciwdziałało temu jednostronne nawożenie fosforem. Przy założeniu,
że zawartość kadmu w paszy byłaby mniejsza od 0,5 mg Cd · kg-1 s.m., a pożądana zawartość
wapnia wynosiłaby 0,7% Ca, wartość stosunku Ca : Cd powinna być większa od 14 000.
3.4. Właściwości fizykochemiczne gleby
3.4.1. Zakwaszenie gleby
Dynamikę zmian żyzności gleby rozpatruje się najczęściej w odniesieniu do
właściwości fizykochemicznych gleby oraz zawartości w niej i przemian składników
pokarmowych oraz materii organicznej. Keulen [1996] wykazał na podstawie symulacji dla
60-letniego okresu nawożenia mineralnego, że tylko utrzymanie nawożenia azotowego
pozwala na zachowanie bądź zwiększenie zawartości węgla w glebie. Dynamika zmian
poziomu azotu w glebie jest większa, gdyż wiąże się z procesami denitryfikacji czy
wymywania. Prawdopodobnie stosunek C do N w glebie ma duże znaczenie dla procesu
starzenia się runi, ale brak na ten temat danych w literaturze. Nie do końca również poznano
dynamikę strat składników pokarmowych i zmian właściwości fizykochemicznych gleby.
Trudno jest określić czas osiągnięcia wartości progowej przez czynnik wywołujący stan
zmęczenia gleby, który stwarza niekorzystne warunki rozwoju roślin, gdyż efekt ten jest
zazwyczaj kumulacją wielu elementów. Szczególnie w odniesieniu do użytków zielonych
zmiany w środowisku glebowym można zaobserwować dopiero w dłuższej perspektywie
czasu, a zarazem zmniejszenie plonowania łąk nie musi się wiązać z zauważalnymi zmianami
właściwości gleby. Czynników pozostających w „minimum” do efektu produkcji przybywa z
w miarę upływu czasu, w którym stosuje się określony system gospodarowania, dając w
końcu skumulowany i negatywny efekt reakcji runi łąkowej [Kopeć i Mazur 1995].
Zdaniem Czuby i Murzyńskiego [1993c] coroczne stosowanie dużych dawek NPK i w
konsekwencji uzyskiwanie dużych plonów może już po 10 latach spowodować ubytek w
glebie składników nie stosowanych w nawozach, a nawet doprowadzić do ich niedoborowej
zasobności, w tym kolejno magnezu, wapnia, miedzi, sodu i cynku. Najczęstszym zabiegiem
49
regeneracyjnym dla zdegradowanych gleb jest wapnowanie. Chociaż zabieg ten w
perspektywie czasu nie wyrównuje, oprócz wapnia i magnezu, strat składników
pokarmowych pobranych z plonem, to przyczynia się jednak do zwiększenia w glebie ilości
przyswajalnych składników pokarmowych w wyniku zmiany odczynu i przyśpieszenia
mineralizacji próchnicy. Wapnowanie stanowi istotne uzupełnienie nawożenia mineralnego i
należy je traktować jako punkt wyjścia do zachowania bądź przywrócenia zrównoważenia
środowiska glebowego [Sapek 1997, Smoroń i Kopeć 1999, Woźniak 1999].
Wyniki analiz właściwości gleby w Czarnym Potoku dotyczą okresu trzech lat po
drugim wapnowaniu (1995-1997), tj. 28., 29. i 30. roku doświadczenia. Średnie wartości
pHKCl gleby niewapnowanej z warstwy 0-10 cm wynosiły, w zależności od obiektu, od 3,85
do 4,38 (tab. 21). Najniższe wartości odczynu stwierdzono w glebie z obiektów nawożonych
większą dawką azotu (180 kg N + PK). Podobne zależności w odczynie utrzymują się od
pierwszych lat doświadczenia [Mazur i Mazur 1972], a zmiana wartości w miarę upływu lat
wskazują na pogłębianie się zakwaszenia [Mazur i Kopeć 1993a, Wasilewski 1999].
Wapnowanie w 1995 r. spowodowało podwyższenie pHKCl [Mazur i Kopeć 1993a]. Średnie
trzyletnie (1995-1997) wartości odczynu gleby (pH) serii wapnowanej z warstwy 0-10 cm
wahały się w zakresie 5,52-5,89. Korzystny efekt powtórzenia wapnowania na utrzymanie
odczynu potwierdzają inni autorzy [Thurston i in. 1976, Poulton i Johnston 1993, Gajda
1994].
Wapnowanie spowodowało największe zmiany kwasowości hydrolitycznej i
wymiennej w warstwie 0-10 cm. Kwasowość hydrolityczna (tab. 21) gleby z tej warstwy w
obiektach nawożonych NPK w serii bez wapnowania wynosiła od 6,2 do 7,4 cmol(+) · kg-1
gleby. Tylko gleba z obiektu bez nawożenia i nawożona jednostronnie fosforem z warstwy 010 cm charakteryzowała się kwasowością hydrolityczną poniżej wartości 6 cmol · kg-1 gleby.
Wapnowanie w drugiej rotacji spowodowało prawie 3-5 krotne zmniejszenie wartość
kwasowości hydrolitycznej. Najmniejsze relatywne obniżenie kwasowości pod wpływem
wapnowania zanotowano w glebie z obiektów nawożonych jednostronnie superfosfatem
potrójnym.
Nie
stwierdzono
statystycznie
istotnych
różnic
wartości
kwasowości
hydrolitycznej gleby serii wapnowanej między obiektami nawożonymi dawkami 90 i 180 kg
N · ha-1 + PK.
Wpływ wapnowania na zmniejszenie wartości kwasowości wymiennej (tab. 21) był
największy w obiekcie nawożonym podwójną dawką azotu w formie mocznika i
jednostronnie azotem. Stwierdzono statystycznie istotne różnice wartości kwasowości
wymiennej w glebie obu badanych poziomów w serii bez wapnowania między obiektami
50
nawożonymi dawkami 90 i 180 kg N · ha-1 + PK. Wartości kwasowości wymiennej w serii
bez wapnowania były około 8-krotnie większe od jej wartości w serii wapnowanej.
Najmniejsze obniżenie kwasowości wymiennej na skutek wapnowania, ale ponad dwukrotnie
większe niż w serii bez wapnowania, stwierdzono w obiekcie bez nawożenia i przy
pojedynczej dawce azotu w formie saletry amonowej. Wapnowanie powodowało radykalne
usunięcie glinu wymiennego. Wartości glinu wymiennego notowane w warstwie 0-10 cm
średnio w trzech latach nie przekraczały 0,24 cmol · kg-1 gleby i były od 4-17 razy niższe od
zawartości w serii bez wapnowania. Wyniki z trzyletniego okresu po wapnowaniu w 1995
roku obiektów w doświadczeniu w Czarnym Potoku wskazują, że największy wpływ miało
ono na regulację zakwaszenia w warstwie 0-10 cm. Zakwaszenie obniżyło się również w
głębszej warstwie (10-20 cm), a układ wartości jest podobny jak w serii bez wapnowania.
Wapnowanie w 1995 roku spowodowało uruchomienie (tab. 21) przyswajalnych form
fosforu w glebie z warstwy 0-10 cm, przeciwnie niż w warstwie 10-20 cm, gdzie zanotowano
jego nieznaczne uwstecznienie. Analiza gleby po pierwszym wapnowaniu wykazała podobna
tendencję zmian zawartości fosforu [Mazur i Kopeć 1993b]. Największy (blisko 50procentowy) przyrost przyswajalnego fosforu pod wpływem wapnowania w porównaniu z
serią bez wapnowania nastąpił w glebie (warstwa 0-10 cm) wyczerpanej z fosforu
jednostronnym nawożeniem azotowym i w obiekcie bez nawożenia. W glebie nawożonej
jednostronnie superfosfatem zawartość przyswajalnego fosforu zmniejszyła się o 19% w
warstwie 0-10 cm i o 65% w warstwie 10-20 cm. Zawartość potasu przyswajalnego w obu
poziomach generalnie zmalała pod wpływem wapnowania. Najmniejsze zmniejszenie się
zawartości tej formy potasu wystąpiło w obiektach wyczerpanych z tego składnika
jednostronnym nawożeniem azotowym i w obiekcie bez nawożenia.
3.4.2. Zawartość kationów wymiennych w glebie
Zmiany
zawartości
kationów
wymiennych
wywołane
wyczerpywaniem
się
składników pokarmowych, na skutek niezrównoważonego, bądź jednostronnego nawożenia
łąki w Czarnym Potoku były znaczne. Na stopień wyczerpania się składników pokarmowych
miała wpływ wielkość sumarycznych plonów uzyskanych w poszczególnych obiektach oraz
poziom nawożenia azotowego [Holubek i Jancovic 1993, Kopeć i Mazur 1996a, Krajčovič
1997, Smoroń i Kopeć 1999, Woźniak 1999].
W serii bez wapnowania stwierdzono najmniejszą zawartość wapnia wymiennego w
glebie obiektów 180 kg N + PK (tab. 22). Zawartości wapnia wymiennego przy
51
jednostronnym nawożeniu superfosfatem potrójnym nie było istotnie mniejsza niż w
przypadku obiektu bez nawożenia. Wapnowanie w 1995 roku spowodowało przyrost
zawartości wapnia wymiennego w glebie zarówno w warstwie 0-10, jak i 10-20 cm. Według
Sapek [1997], dynamika zmian stopnia wysycenia gleby zasadami wskazuje, że mimo
wymywania wapnia zmniejszanie się jego zawartości w glebie ma wolniejsze tempo w
kombinacjach wapnowanych, co wskazuje na zwiększenie zdolności buforowych takich gleb.
Zawartość sodu wymiennego w glebie z obu rozpatrywanych serii nawozowych i
warstw gleby zawierała się w przedziale 26,0–36,9 mg · kg-1 (tab. 22). Na ogół w okresie 1012 lat po wprowadzeniu z wapnem posodowym do gleby sodu nie stwierdzono utrzymywania
się większej zawartości sodu wymiennego w serii wapnowanej. Czuba i Murzyński [1993b, c]
po zastosowaniu regeneracyjnego nawożenia sodem odnotowali ledwie wykrywalny wzrost
zasobności gleby w ten pierwiastek.
Niewielkie różnice w zmianach zawartości form wymiennych pierwiastków dotyczyły
magnezu. W glebie serii bez wapnowania zawartość magnezu wynosiła w zależności od
obiektu nawozowego od 65,6 do 161,4 mg · kg-1 gleby z poziomu 0-10 cm. Zawartość
magnezu w glebie z obiektów 180 kg N + PK była najmniejsza i istotnie różna od zawartości
tego pierwiastka w glebie z obiektów 90 kg N + PK. Pod wpływem wapnowania nastąpił
nieznaczny przyrost zawartości wymiennego magnezu w glebie z wyjątkiem obiektu bez
nawożenia i obiektu nawożonego jednostronnie azotem w formie saletry amonowej. Wyniki
te dotyczące zmian zawartości magnezu w warunkach górskich znajdują potwierdzenie w
pracach Klobušickýgo i innych [1999] oraz Smoronia i Kopcia [1999].
W tabeli 23 przedstawiono oszacowane wartości kationów zasadowych w glebie po
uwzględnieniu ilości składników pobranych z plonem roślin. Ilość pobranego kationu
przeliczono, uwzględniając gęstość gleby warstwy 0-20 cm, i dodano do oznaczonej
zawartości kationu wymiennego. Różnice w stosunku do obiektu bez nawożenia wskazują na
wpływ nawożenia na straty kationów poprzez wymycie. Nawożenie mineralne przyczynia się
do zwiększenia wymycia wapnia i magnezu, natomiast ponad ewentualne wymycie w wyniku
nawożenia wzrosło pobranie sodu. Oddziaływanie saletry amonowej spowodowało
największe straty wymytego wapnia. W bilansie wapnia niekorzystne jest również
oddziaływanie potasu. W przypadku stosowania dawki 90 kg N · ha-1 + PK straty na skutek
wymycia, w porównaniu do obiektu nienawożonego, były najmniejsze i wynosiły 12,2%.
Intensyfikacja nawożenia runi bądź nawożenie niezrównoważone pogłębia straty wapnia.
Nawożenie potasem wpływa wyraźnie na straty magnezu. Nadmierna ilość wprowadzonego
52
do gleby potasu, powodująca wyparcie z kompleksu sorpcyjnego magnezu, narażała gleby na
większe straty niż jednostronne nawożenie azotem i o 20% większe niż nawożenie NPK.
Aby dokładniej prześledzić obieg składników pokarmowych na łące górskiej w
Czarnym Potoku, w 1995 roku rozpoczęto badania lizymetryczne. Cylindry z tworzywa
sztucznego o powierzchni 444 cm2 i wysokości 40 cm wbito w profil glebowy wszystkich
obiektów nawozowych. Zbiorniki umieszczone pod lizymetrami opróżniano przed
nawożeniem wiosennym oraz po zbiorze I i II pokosu. Na podstawie wstępnych wyników
stwierdzono, że wielkość strat badanych składników, wymywanych poza strefę korzeniową
roślin, zależała od ilości wody infiltrującej w głąb profilu, stężenia w niej poszczególnych
jonów, plonu suchej masy runi porastającej glebę oraz ilości składników wprowadzanych z
nawozem. W okresie wegetacji w największym stopniu wymywany był z profilu wapń (0,85,2 g · m-2), a w mniejszym stopniu magnez (0,3-1,2 g · m-2), sód (0,15-0,53 g · m-2) oraz
potas (0,02-0,29 g · m-2). Wymycie składników pokarmowych zwiększało się ze wzrostem
intensyfikacji nawożenia, szczególnie dawka 180 kg N · ha-1 + PK powodowała największe
straty składników (ryc. 27). Wapnowanie ograniczało ładunek wymywanych składników
pokarmowych z gleby.
4. Podsumowanie badań i wnioski szczegółowe
Człowiek głód odczuwa prawie natychmiast, podczas gdy skutki nieprawidłowej diety
dopiero po jakimś czasie. Reakcja na głód zawsze jest szybsza i gwałtowniejsza, ale może być
nieracjonalna. Rolnicza działalność człowieka często prowadzi do zaburzenia mechanizmów
homeostatycznych ekosystemów łąkowych i wywołuje ich niestabilność. Zwiększanie
nakładów materii i energii będące reakcją człowieka na niezrównoważenie biopierwiastków
w siedlisku potęguje potrzebę działań niezbędnych do uzyskania chwilowej równowagi.
Działalność człowieka w warunkach górskich powinna prowadzić do osiągnięcia stanu, w
którym wprowadzane biopierwiastki i wykonywane zabiegi pratotechniczne sprzyjają
wykształceniu zróżnicowanych ekosystemów, charakteryzujących się względnie wysoką i
wartościową produkcją rolniczą w długim okresie. Trwałość i wierność plonowania użytków
zielonych utrzymywana w dłuższym przedziale czasowym jest proekologicznym czynnikiem
w procesie produkcji paszy oraz sprzyja obniżaniu kosztów jej pozyskania. Zbilansowanie
substancji pokarmowych zapobiega zachwianiu równowagi ekologicznej i przeciwdziała
zmniejszeniu produktywności łąki lub wartości jej plonów [Fotyma i in. 1996, Woźniak
1999]. W naturalnie ukształtowanych górskich zbiorowiskach łąkowych nawożenie jest
53
skutecznym zabiegiem poprawy plonowania [Caputa 1975, Nowak 1975, Mazur i Mazur
1975, Firek 1991, Mazur i in. 1993, Smoroń i Kopeć 1996, Mikołajczak 1996], ale renowacja
poprzez nawożenie mineralne zdegradowanego środowiska łąkowego to zabieg długotrwały i
obarczony dużym ryzykiem. Wpływ ewentualnego podsiewu zdegradowanej łąki na jej
plonowanie ma charakter pośredni, gdyż wymaga odpowiedniego poziomu nawożenia
dostosowanego do składu gatunkowego roślin, zbiorowiska, zasobności gleby i sposobu
użytkowania [Baryła i Sawicki 1996]. Równie niepewne jest wprowadzanie na górskie użytki
zielone wysoko plonujących odmian hodowlanych traw, które zazwyczaj charakteryzują się
małymi zdolnościami adaptacyjnymi i homeostatycznymi.
W okresie 30 lat zmieniły się poglądy na nawożenie azotowe. Świadczą o tym stosowane
w doświadczeniach z lat 70. dawki nawozów azotowych, które wynosiły często
prowokacyjnie nawet 600 kg N · ha-1. Prowadziło to do znacznych zmian właściwości gleby.
Na podstawie badań z prowokacyjnymi dawkami azotu ukształtował się pogląd, że
uzasadnione jest użycie w zależności od siedliska i zbiorowiska dawek około 200 kg N · ha-1
na niżu, a w warunkach górskich dawka ta powinna być dwukrotnie mniejsza. Koszty
zabiegów przywracających potencjał produkcyjny mogą przekraczać zysk z osiąganych
przyrostów plonu.
Renowacja
użytku
zielonego
wyłącznie
nawozami
mineralnymi,
w
tym
mikroskładnikami, po jego intensywnym wieloletnim użytkowaniu była podjęta przez Czubę i
Murzyńskiego [1993a, 1993b] i przyniosła spodziewaną poprawę w plonie i jakości runi,
jednak na przykład dawka wprowadzonej miedzi była znacząca (51 kg Cu w okresie 10 lat).
Brak jest potwierdzenia w innych warunkach siedliskowych tego typu badań na
zdegradowanych nawożeniem i czasem jego oddziaływania użytkach zielonych. Aby
ograniczyć niepewność nawożenia mikroskładnikami, należy zalecać ich wprowadzanie w
formie oprysku.
W warunkach doświadczenia w Czarnym Potoku dodatni bilans składników, jaki wystąpił
pod koniec doświadczenia oraz niewielki efekt wapnowania, regeneracyjnego nawożenia
magnezem i miedzią czy zmiana użytkowania nie potwierdzają skuteczności tych zabiegów w
szybkim przywróceniu potencjału produkcyjnego. Zmiany asortymentu nawozów w latach
siedemdziesiątych wyraźnie wywołały negatywne tendencje w zawartości składników w runi.
Nawozy bardziej skoncentrowane prowadzą do obniżenia kosztów, ale skutki permanentnego
ich stosowania zwiększają nakłady na uzupełnienie składników nie stosowanych z nawozem.
Sposobem na utrzymanie ciągłości produkcji paszy na łące nie powinna być jej intensyfikacja,
ale urozmaicenie zabiegów i technik pozwalające na zróżnicowanie zbiorowiska łąkowego.
54
Właściwości gleby oraz skład botaniczny i chemiczny runi powinny być podstawowymi
czynnikami decydującymi o dawkach nawozów ich składzie chemicznym i sposobie
stosowania.
Aby lepiej poznać zjawiska towarzyszące wieloletniemu nawożeniu mineralnemu w
Czarnym Potoku i uzasadniające nawożenie w dawce 90 kg N · ha-1 + PK, przeprowadzono w
roku 1996 i 1997 badania nad zdrowotnością traw [Jaworska i in. 1999]. Stopień uszkodzenia
roślin przez owady szkodliwe zwiększał się w miarę intensyfikowania nawożenia.
Najmniejszą ilość uszkodzonych roślin obserwowano w urozmaiconej runi obiektu bez
nawożenia oraz we wszystkich obiektach serii wapnowanej. Podobna relacja wskaźników
porażenia występowała w odniesieniu do patogenów grzybowych. Prowadzone przez
Barabasza i innych [1999] badania nad mikrobiologiczną aktywnością gleby również
potwierdzają, że wapnowanie ma wpływ na zwiększenie ilości korzystnych drobnoustrojów
glebowych, ale przeczą mikrobiologicznemu zmęczeniu gleby w tych warunkach. W obiekcie
z nawożeniem 180 kg N + PK w porównaniu do pozostałych stwierdzono większą ilość w
glebie wegetatywnych i spoczynkowych form bakterii oraz bakterii fosforowych.
Racjonalność zabiegu wapnowania oraz jego poziom potwierdzono również w odniesieniu do
utrzymania stabilnej zawartości próchnicy. Doprowadzenie gleby do dużego zakwaszenia
wiąże się z dużymi ilościami CaO potrzebnymi do jej odkwaszenia, co z kolei - przy
jednorazowej dawce - powoduje zwiększenie mineralizacji materii organicznej i zmniejszenie
zawartości próchnicy w glebie płytkich profili gleb górskich [Niemyska-Łukaszuk i in. 1999].
Wapnowanie miało wpływ na poprawę jakości próchnicy mierzonej stosunkiem Ch : Cf i
zawartością humin. Mimo nie udowodnionych różnic we właściwościach wodnopowietrznych gleby spowodowanych długotrwałym nawożeniem mineralnym wystąpiło
pogarszanie się tych właściwości, szczególnie w glebie nawożonej 180 kg N + PK w serii bez
wapnowania [Zaleski i Kopeć 1999].
Przedstawione wyniki potwierdzają tezę, że poziom i stabilność produkcji grądowego
zbiorowiska łąkowego zależy od zabiegów pratotechnicznych, przede wszystkim nawożenia.
W sprzyjających warunkach wpływ nawożenia na wielkość i stabilność plonów jest mniejszy.
Zakres i celowość zabiegów pratotechnicznych nabiera tym większego znaczenia, im dłużej i
intensywniej działają one na ekosystem, im skrajniejsze są warunki klimatycznych i gorsze
warunki
siedliskowe.
Łąka
grądowa,
której
produktywność
jest
uwarunkowana
równomiernością rozkładu opadów, nie powinna być użytkowana intensywnie, gdyż
wykorzystanie
biopierwiastków
przez
rośliny
w
warunkach
okresowego,
trudno
przewidywalnego braku wody jest ograniczone. Nawożenie azotowe łąki górskiej dawkami
55
do 100 kg N · ha-1na tle PK i wapnowania umożliwia utrzymanie równowagi agroekosystemu
w przez długi czas. Zapewnia ono zaspokojenie wymagań pokarmowych i nawozowych roślin
oraz osiągnięcie plonu zadowalającego pod względem jego wielkości i parametrów
jakościowych. Ewentualny nadmiar składników wynikający z niepełnego ich wykorzystania
przez rośliny w jednym okresie wegetacyjnym jest w ilości nie zagrażającej środowisku
rolniczemu w długim okresie. Ponieważ z plonem runi permanentnie są wynoszenie składniki
pokarmowe nie uwzględniane w nawożeniu, należy prowadzić badania nad pokrywaniem
zapotrzebowania pokarmowego i nawozowego roślin na magnez, sód i mikroelementy.
Niedobory tych pierwiastków są czynnikiem ograniczającym potencjał produkcyjny łąk, stąd
przy wyłącznym nawożeniu mineralnym użytków zielonych dostosowanie techniki ich
stosowania, formy nawozów, a przede wszystkim nawożenia do rytmu ich deficytu
pozwoliłoby na optymalne wykorzystanie wszystkich składników pokarmowych.
Utrzymanie długotrwałego doświadczenia na użytku zielonym w Rothamsted wynikało
przede wszystkim z faktu stosowania tam nieskoncentrowanych nawozów wprowadzanych do
rolnictwa w drugiej połowie XIX w. Współczesne doświadczenia wieloletnie powinny dać
odpowiedź, czy jest możliwe i jeśli tak to w jakim czasie przywrócenie potencjału
produkcyjnego ograniczonego przez intensywną gospodarkę, szczególnie w przypadku
trwałych ekosystemów trawiastych. Wieloletnie doświadczenia nawozowe są swoistym
pomnikiem poczynań ludzkich, których efekty nie są do przewidzenia i wytłumaczenia w
kilkuletnim eksperymencie. Monitorowanie przemian zachodzących w wieloleciu pozwoli na
określenie potencjału produkcyjnego gleby zgodnie z ideą zachowawczości [Johnston 1994].
Podsumowując wyniki badań, można sformułować następujące wnioski szczegółowe:
1. Długotrwałe
nawożenie
mineralne
użytku
trwałego
wymaga
śledzenia
zmian
zachodzących w nim w miarę upływu czasu oraz podejmowania działań przede wszystkim
profilaktycznych
(zmiana
asortymentu,
dawki
oraz
składników
nawozowych)
pozwalających na ograniczenie jego degradacji. Potencjał produkcyjny górskiej łąki
kośnej nie może stanowić podstawowego kryterium jej użytkowania.
2. Zmiany składu chemicznego runi w odniesieniu do makroskładników oraz zmiany ilości
ich pobrania nie dają jednoznacznych podstaw do określenia przyczyn i momentu
rozpoczęcia recesji plonów runi łąkowej. Wyjaśnienia należy szukać w badaniach
interdyscyplinarnych, a w zakresie chemii rolnej w analizie aktywności tych składników
w roztworze glebowym.
56
3. Z przedstawionych dwóch poziomów nawożenia azotem na tle nawożenia fosforem i
potasem, tj. 90 i 180 kg N · ha-1, większe zrównoważenie łąki górskiej w długim okresie
czasu użytkowania kośnego zapewnia dawka mniejsza. Uzasadnia to urozmaicony skład
botaniczny, stabilność i wierność plonowania, skład chemiczny runi łąkowej oraz
właściwości fizyko-chemiczne gleby. Niezbędnym zabiegiem użytkowania kośnego,
nawet przy tak niskim poziomie nawożenia azotem, jest systematyczne wapnowanie
zachowawcze oraz urozmaicanie asortymentu nawozów.
4. Stosowania podstawowych zabiegów pratotechnicznych (łącznego nawożenia azotem,
fosforem i potasem oraz koszenia) na trwałym użytku łąkowym pozwala na
doprowadzenie po kilku latach do maksymalnego plonowania runi, po czym należy się
spodziewać obniżenia plonów odwrotnie proporcjonalnej do tempa i wielkości
osiągniętego maksymalnego plonu. Najkorzystniejszy skład botaniczny runi w długim
okresie czasu zapewnia nawożenie dawką 90 kg N · ha-1 + PK i wapnowanie - średnie
plony z wielolecia przy tej dawce wynosiły 5,8 t suchej masy runi łąkowej z hektara.
5. Elementem
niekorzystnym
z
punktu
widzenia
gospodarowania
składnikami
pokarmowymi na górskim użytku zielonym w długim okresie czasu jest dopuszczenie do
powstania w wyniku intensywnego nawożenia azotem monokultury kłosówki miękkiej.
Prowadzi to do bardzo silnego wyczerpania ze składników warstwy gleby penetrowanej
przez korzenie kłosówki i systematycznego obniżania się plonowania przy dodatnim
bilansie NPK oraz słabej reakcji na wapnowanie.
6. Niekorzystne zmiany w składzie florystycznym runi spowodowane nawożeniem
mineralnym NPK są eliminowane przez powtarzanie zabiegu wapnowania, którego
wpływ na skład botaniczny runi jest odwrotnie proporcjonalny do dawki azotu.
Różnorodność gatunkową zbiorowiska łąkowego należy traktować jako cenny element
jego równowagi, gdyż ze względu na rozbudowany system korzeniowy zapobiega stratom
składników pokarmowych.
7. Zmniejszenie plonowania wskutek zaniechania nawożenia jest znaczne, pogłębia się w
czasie i ujawnia szczególnie w niesprzyjających warunkach klimatycznych. Możliwość
odbudowania potencjału produkcyjnego runi łąkowej po wznowieniu nawożenia zależy
głównie od warunków glebowo roślinnych ukształtowanych w wyniku wieloletniego
użytkowania i nawożenia. W dłuższej perspektywie czasu większy efekt plonotwórczy
wznowienia nawożenia uzyskano w obiektach z wcześniejszym pełnym nawożeniem
mineralnym. Zaniechanie nawożenia łąki kośnej na rok może przyczynić się do
przywracania równowagi w siedlisku roślin
57
powodując immobilizację składników
pokarmowych oraz stwarza korzystne warunki rozwoju innych gatunków roślin, w tym
traw niskich.
8. Ruń łąkowa II pokosu znacznie różni się pod względem chemicznym od runi I pokosu, co
znajduje odzwierciedlenie w zmianach jej jakości, szczególnie wraz z czasem
oddziaływania niezrównoważonego nawożenia.
9. Zmiany zawartości składników pokarmowych w runi łąkowej wprowadzanych z
nawożeniem mają charakter fluktuacji, ale ich wielkość i dynamika są mniejsze niż
zmiany wielkości plonów. W okresie 30 lat doświadczenia zawartość wapnia i sodu, nie
uwzględnianych w podstawowym nawożeniu w runi łąki górskiej, systematycznie się
zmniejszała osiągając, wartości skrajnie małe. Zawartość magnezu w tym okresie była
mała i nie podlegała większej zmienności. Najmniejszą zawartością Mg charakteryzowała
się ruń obiektu nawożonego potasem i fosforem. Wyniki doświadczenia potwierdziły, że
systematyczne nawożenie fosforem przyczynia się do zwiększenia zasobności gleby w ten
pierwiastek, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu jego zawartości w runi. Nawożenie
azotowe na tle PK nie ma istotnego wpływu na zawartość fosforu w materiale roślinnym.
10. Jednorazowe wapnowanie wapnem posodowym w przeciwieństwie do kilkuletniego
nawożenia niskoprocentowymi solami potasowymi nie ma istotnego wpływu na zawartość
i pobranie sodu przez ruń łąkową.
11. Długotrwałe nawożenie mineralne powoduje stałe zwiększanie wartości stosunku
jonowego K : (Ca + Mg) w runi łąkowej ukształtowanej pod wpływem tego nawożenia.
Wartość stosunku jonowego K : Na w runi łąkowej również wykazuje tendencję
wzrostową i zależy od ilości sodu wprowadzanego z nawozem potasowym, ilości sodu
pobranego przez rośliny oraz systematycznego nawożenia potasem. Malejąca dostępność
wapnia wobec względnie stałej ilości pobieranego magnezu powoduje stałe zawężanie
wartości stosunku jonowego Ca : Mg.
12. Obniżenie się wartości pokarmowej zbiorowisk roślinnych ukształtowanych pod
wpływem nawożenia runi łąkowej, może wynikać ze wzrostu zawartości składnika
pokarmowego
w
runi
spowodowanego
systematycznym
nawożeniem
oraz
wyczerpywaniem w glebie składników pokarmowych nie dostarczanych z nawozami.
13. Jakość runi mierzona relacjami wapnia do innych pierwiastków obniża się w czasie.
Zmiany te przebiegają szybciej i mają mniejszą zmienność między latami niż proces
zmian potencjału produkcyjnego. Wapnowanie okazuje się zabiegiem korzystnym z
punktu widzenia długotrwałego poprawienia równowagi składników pokarmowych w
runi. Słaby efekt wzrostu zawartości wapnia w runi i tym samym relacji wapnia do innych
58
pierwiastków należy upatrywać w uproszczonym składzie botanicznym. Wapnowanie
powinno być stosowane przed osiągnięciem przez łąkę kośną maksymalnego potencjału
produkcyjnego, gdyż takie postępowanie ze względu na długi okres zmian sukcesji w
zbiorowiskach roślin oraz właściwości gleby pozwoliłoby na zachowanie poprawnych
parametrów jakości paszy.
14. Relacje wapnia i fosforu do miedzi, cynku, manganu i kadmu uwypukliły niedobory
miedzi oraz nadmiar manganu i kadmu w runi łąkowej.
15. Dawka 180 kg N ··ha-1 + PK spowodowała istotne obniżenie odczynu i zwiększenie
kwasowości wymiennej gleby. Powtórzenie wapnowania łąki górskiej spowodowało
zmniejszenie zakwaszenia gleby, głównie w warstwie 0-10 cm. Pod wpływem zabiegów
wapnowania nastąpił wzrost i wyrównanie między obiektami nawozowymi zawartości
wapnia wymiennego w glebie, zwiększyła się zawartość przyswajalnych form fosforu, a
zmniejszyła przyswajalnych form potasu.
16. Pogłębiające się niekorzystne fizykochemiczne właściwości gleby wywołane nawożeniem
mineralnym, szczególnie przy intensywnym nawożeniu azotem, można usuwać
cyklicznym wapnowaniem, które należy uważać za zabieg niezbędny dla utrzymania w
długim okresie równowagi składników pokarmowych w runi zbiorowisk łąkowych i za
punkt wyjścia do zabiegów pratotechnicznych stymulujących plon.
Podziękowanie
Serdecznie dziękuję prof. dr hab. Kazimierzowi Mazurowi za udostępnienie wyników badań
prowadzonych we wcześniejszych etapach doświadczenia nawozowego w Czarnym Potoku,
które umożliwiły przeprowadzenie syntezy obejmującej okres trzydziestu lat doświadczenia.
Literatura
Azot w glebach uprawnych. 1991. Red. T. Mazur T. PWN, Warszawa.
Arnold P.W., Hunter F., Fernandez G.P. 1976. Long-term grassland experiments at Cocle
Park. Ann. Agron., 27, 5-6, 1027-1042.
Barabasz W., Filipek-Mazur B., Mazur K., Chmiel M., Grzyb J., Frączek K. 1999. Aktywność
mikrobiologiczna gleby w 30-tym roku statycznego doświadczenia nawozowego w Czarnym
Potoku koło Krynicy. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 465, 647-655.
Baryła R., Sawicki J. 1996. Regeneracja zdegradowanej runi pastwiskowej poprzez siewy
bezpośrednie. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 31-39.
59
Caputa J. 1975. Możliwości i perspektywy rozwoju rolnictwa w rejonach górskich. Zesz.
Probl. Post. Nauk Rol., 162, 49-63.
Curyło T. 1991a. Oddziaływanie wieloletniego jednostronnego nawożenia azotowego na
plonowanie i skład chemiczny runi łąkowej. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser. Sesja
Naukowa, 34, 157-164.
Curyło T. 1991b. Wpływ wieloletniego zróżnicowanego nawożenia NPK na zawartość sodu
w runi łąkowej. Zesz. Nauk AR w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 34, 177-186.
Curyło T. 1999. Zawartość wybranych metali ciężkich w runi łąkowej statycznego
doświadczenia nawozowego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 465, 611-625.
Czuba R., Mazur T. 1988. Wpływ nawożenia na jakość plonów. PWN, Warszawa.
Czuba R., Murzyński J. 1993a. Wielkość i jakość plonów siana oraz zmiany zasobności gleby
w warunkach stosowania dużych dawek NPK w okresie 20 lat. Cz. I. Plony siana i jego cechy
jakościowe w czwartym pięcioleciu (1985-1989). Roczn. Nauk Rol. A, 110, 1-2, 51-60.
Czuba R., Murzyński J. 1993b. Wielkość i jakość plonów siana oraz zmiany zasobności gleby
w warunkach stosowania dużych dawek NPK w okresie 20 lat. Cz. II. Zmiany zasobności
gleby po 20 latach i efekty regeneracyjnego stosowania składników niedoborowych. Roczn.
Nauk Rol. A, 110, 1-2, 61-68.
Czuba R., Murzyński J. 1993c. Wyniki 20-letnich badań nad wyczerpywaniem składników z
gleby użytku zielonego intensywnie nawożonego azotem, fosforem i potasem. Zesz. Naukowa
AR w Krakowie, 277, z. 37, cz. I, 169-176.
Dąbrowska L., Mazur K. 1976. Wpływ wieloletniego nawożenia mineralnego na zmiany w
składzie florystycznym łąki górskiej. [W:] Mat. Symp. „Skutki wieloletniego stosowania
nawozów”, Puławy, cz. I, 141-148.
Dębicki R., Gliński J. 1999. Międzynarodowa Konwencja o Ochronie Gleb - projekt. Instytut
Agrofizyki, Lublin.
Directive 2078/92/EEC z dnia 30.06.1992.
Doboszyński L. 1995. Synteza wieloletnich badań krajowych nad optymalizacją nawożenia
mineralnego i organicznego użytków zielonych w różnych warunkach siedliskowych. [W:]
Mat. Konf. „Kierunki rozwoju łąkarstwa na tle aktualnego poziomu wiedzy w
najważniejszych jego działach”, SGGW Warszawa, 27-28.09. 1994, 25-35.
Doboszyński L. 1996. Nawożenie użytków zielonych w świetle prac polskich – lata 19451990. Biblioteczka Wiadomości IMUZ, 88, Wydawnictwo IMUZ, Falenty.
Duer I. 1994. Idea trwałego rozwoju rolnictwa (sustainability) w świetle piśmiennictwa.
Fragmenta Agronomica, 4 (44), 81-85.
60
Faber A. 1994. Rola nauki w kształtowaniu rozwoju rolnictwa. Cz. II. Projekcja zmian.
Fragmenta Agronomica, 3 (43), 7-21.
Falkowski M., Kukułka I., Kozłowski S. 1996. Ocena jakościowa runi łąk trwałych. Zesz.
Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 41-49.
Filipek J. 1979. Intensyfikacja gospodarowania a stan użytków zielonych. Zesz. Probl. Post.
Nauk. Rol., 221, 67-77.
Filipek-Mazur B., Mazur K., Kasperczyk M., Gondek K. 1999. Wpływ długotrwałego
nawożenia mineralnego i wapnowania na skład chemiczny gatunków wybranych z runi
łąkowej statycznego doświadczenia w Czarnym Potoku. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 465,
585-595.
Firek E. 1991. Nawożenie łąk górskich azotem a plonowanie runi i jej jakość. Zesz. Nauk. AR
w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 34, 141-150.
Firek E., Szewczyk W. 1996. Zbiór niektórych składników pokarmowych z sianem łąki
górskiej typu wiechliny łąkowej z kostrzewą łąkową. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 7380.
Fotyma M., Duer I., Igras J. 1996. Dobra praktyka rolnicza w zakresie nawożenia. Prace
Nauk. ITNiNM Politechniki Wrocławskiej, 45, Konf. 26, 264-271.
Fotyma M., Filipiak K. 1996. Eksperyment polowy jako element rozwiązywania zagadnień
badawczych w zakresie nauki o żyzności gleby i nawożeniu. Fragmenta Agronomica, 3/51,
85-101.
Fotyma M., Naglik E., Pietraszak-Kęsik G. 1990. Długotrwałość działania następczego
fosforu i potasu nagromadzonych w glebie w wyniku nawożenia. Pamiętnik Puławski, 96, 7182.
Gajda J. 1994. Wpływ wapnowania na glebach kwaśnych na odczyn gleby, plonowanie i
zawartość wapnia w sianie. Fragmenta Agronomica, 3 (43), 82-88.
Gajda J. 1996. Skład botaniczny i chemiczny siana z łąk zagospodarowanych na kwaśnych
glebach poleśnych. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 81-87.
Gorlach E. 1982. Nawożenie a jakość plonów. Post. Nauk Roln., 6, 75-78.
Gorlach E., Curyło T. 1978. Wpływ różnych poziomów nawożenia NPK na plonowanie i
skład mineralny runi łąkowej w świetle 6-letnich doświadczeń. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol.,
210, 15-27.
Gorlach E., Curyło T. 1990. Reakcja runi łąkowej na wapnowanie w warunkach wieloletniego
zróżnicowanego nawożenia mineralnego. Roczn. Gleb., 41, 1-2, 161-177.
61
Gorlach E., Curyło T. 1993. Effects of NPK fertilizers in long-term experiments on meadow
production and nitrogen, phosphorus and potassium balance. [W:] Proc. Int. Symp. „Longterm static fertilizer experiments”, Warszawa-Kraków, 15-18 June 1993, Part II, 23-38.
Grace P., Oades J. 1994. Long-term field trials in Australia. [W:] Proc. Conf. „Long-term
experiments in agricultural and ecological sciences”, 14-17 July 1993, CAB International, 5382.
Holubek R., Jančovič J. 1993. The effect of long-term fertilization on the changes of P and K
in soil and dry matter of semi-natural grasslands. [W:] Proc. Int. Symp. „Long-term static
fertilizer experiments”, Warszawa - Kraków, 15-18 June 1993, Part I, 245-251.
Jančovič J. 1996. Zmeny v trávnej fytocenóze po prerušeni hnojenia. Zesz. Probl. Post. Nauk.
Rol., 442, 159-168.
Jankowska-Huflejt H., Niczyporuk A. 1996. Wpływ wieloletniego nawożenia mineralnego i
przemiennego (NPK-obornik) na plonowanie i zawartość podstawowych składników
pokarmowych w runi łąkowej. Wiadomości IMUZ, XVIII, 4, 7-19.
Jaworska M., Nadolnik M., Mazur K. 1999. Zdrowotność traw łąki górskiej w długotrwałym
statycznym doświadczeniu nawozowym. Zesz. Prob. Post. Nauk. Rol., 465, 637-645.
Jelinowska A., Magnuszewska K. 1983. Skład mineralny dwóch gatunków traw przy
zróżnicowanym nawożeniu azotem. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 276, 125-132.
Ježikowá O., Lihán E. 1997. Dlhodobé hnojenie aluviálnej lúky pri dvoch pomeroch N : P :
K. Poľnohospodárstvo, Agriculture, 43, 4-5, 303-317.
Johnston A. 1994. The Rothamsted classical experiments. [W:] Proc. Conf. „Long-term
experiments in agricultural and ecological sciences”, 14-17 July 1993, CAB International, 938.
Jones M., Carter T. 1992. European grassland production in a changing climate. [W:] Proc.
14th General Meeting of the European Grassland Federation, Lahti, Finland, 8-11 June 1992,
97-110.
Karkoszka W., Kostuch R. 1970. Gospodarowanie na łąkach i pastwiskach górskich. PWRiL,
Warszawa.
Kasperczyk M. 1985. Wpływ opadów i temperatur na produktywność azotu na górskich
użytkach zielonych. Wiad. Melior. i Łąk., 2, 44-45.
Kasperczyk M., Mkrvička J., Gołąb B. 1998. Zmiany wartości gospodarczej runi łąkowej po
zaprzestaniu nawożenia. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 54, cz. I, 45-52.
62
Kasperczyk M., Wiśniowska-Kielian B. 1995. Pobieranie ważniejszych makroelementów
przez ruń czterech zbiorowisk łąkowych w ciągu wieloletniego nawożenia. Zesz. Probl. Post.
Nauk Rol., 421a, 193-198.
Keulen H. 1996. Simulation of long-term dynamics of soil organic matter and nutrients:
quantification of sustainability indicators. [W:] Mat. IV Kongr. „European Society for
Agronomy”, Wageningen, 7-11.06.1996, 278-279.
Klęczek Cz., Michna G., Grudniewicz S. 1993. Wpływ wieloletniego nawożenia trwałego
użytku zielonego zróżnicowanymi dawkami azotu na plon i skład botaniczny runi. Zesz.
Nauk. AR w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 37, 1, 267-274.
Klobušický K., Tomaškin J., Zibritova I. 1999. Właściwości gleb różnych ekosystemów
trawiastych w okresie wieloletniego użytkowania. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 467, 641-647.
Kochanowska R., Nowak W. 1993. Zmiany w plonowaniu i jakości runi łąkowej pod
wpływem wieloletniego zróżnicowanego nawożenia azotem. Zesz. Nauk AR w Krakowie,
ser. Sesja Naukowa, 37, cz. II, 252-259.
Kopeć S. 1989. Efektywność nawożenia azotem łąk górskich w zależności od wysokości
dawki i upływu lat. Zesz. Nauk AR w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 22, 157-165.
Kopeć S. 1993. Plonowania łąk górskich w doświadczeniach statycznych w zależności od
nawożenia mineralnego i wzniesienia nad poziom morza. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser.
Sesja Naukowa, 37, cz. I, 207-220.
Kopeć M., Mazur K. 1995. Próba prognozowania plonów suchej masy runi łąkowej w
statycznym doświadczeniu ze zróżnicowanym nawożeniem mineralnym i wapnowaniem.
[W:] Mat. Konf. „Ekologiczne i ekonomiczne uwarunkowania rozwoju gospodarczego Karpat
Południowo-Wschodnich”, „Bieszczady”, 25-29.05.1995, 219-224.
Kopeć M., Mazur K. 1996a. Zawartość kationów wymiennych w glebie statycznego
doświadczenia nawozowego w Czarnym Potoku. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 227-236.
Kopeć M., Mazur K. 1996b. Fosfor w sianie łąki górskiej w warunkach długotrwałego
statycznego doświadczenia nawozowego. Acta Agr. et Silv., Ser A., XXXIV, 67-77.
Kopeć M., Mazur K., Klobušický K., Ondrášek L. 1997. Wpływ nawożenia na zmiany
zawartości kadmu w runi i glebie w długotrwałym statycznym doświadczeniu nawozowym w
Czarnym Potoku. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 448a, 213-219.
Kostuch R. 1997. Ekologizacja gospodarki łąkowo-pastwiskowej. Zesz. Probl. Post. Nauk
Rol., 453, 113-119.
Kostuch R., Kopeć S. 1991. Zasady nawożenia mineralnego użytków zielonych w terenach
górzystych. Mat. instruktażowe, 96, IMUZ, Falenty.
63
Koter M., Nowak G., Czapla J. 1990. Plonowanie roślin w zmianowaniu w świetle 20-letnich
badań nad skomasowanym stosowaniem fosforu. Rocz. Nauk Rol., A, 107, 4, 131-145.
Krajčovič V. 1989. Możliwości produkcyjne i wartość pokarmowa runi naturalnych i
półnaturalnych
zbiorowisk roślinnych w słowackich Karpatach. Zesz. Nauk. AR w
Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 22, 181-191.
Krajčovič V. 1997. Four lines of fifty-year research in grassland agriculture. [W:] Zbornik ref.
Konf. „Ekologické a biologické aspecty krmovinárstwa”, Nitra, 23.10.1997, 10-29.
Krajčovič V., Cunderlik J. 1997. Wpływ ograniczonego nawożenia na użytkowanie i
wydajność łąk i pastwisk. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 453, 231-238.
Krajčovič V., Fiala J., Ondrášek L. 1993. Long-term trials on semi-natural grasslands. [W:]
Proc. Int. Symp. „Long-term static fertilizer experiments”, Warszawa-Kraków, 15-18 June
1993, Part I, 187-211.
Kruczyńska H. 1993. Wapń w paszach pochodzenia roślinnego na tle zapotrzebowania bydła.
[W:] Mat. Konf. „Problemy wapnowania użytków zielonych”, Falenty, 11-13.05.1993,
Wydawn. IMUZ Falenty, 248-260.
La Lande Cramer de L.C.N. 1976. Experience de fertilisation minerale et organique sur
prairie permanente - Ile D'Ameland (1899-1969). Ann. Agron., 27 (5-6), 1007-1026.
Lewicka E. Niczyporuk A. 1993. Zmiany florystyczne na łące dwukośnej w 24-letnim okresie
zróżnicowanego nawożenia mineralnego i organicznego. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser.
Sesja Naukowa, 37, cz. II, 195-203.
Lihán E., Ježikowá O. 1993. Long-term fertilization of semi-natural grassland. [W:] Proc.
Int. Symp. „Long-term static fertilizer experiments”, Warszawa-Kraków, 15-18 June 1993,
Part I, 213-219.
Long-term experiments in agricultural and ecological sciences. 1994. Red. R.A. Leigh, A.E.
Johnston. CAB International United Kingdom.
Łąkarstwo i gospodarka łąkowa. 1978. Red. M. Falkowski. PWRiL, Warszawa.
Łękawska I. 1993. Skutki stosowania zróżnicowanych dawek azotu na łąkach o różnych
glebach torfowo-murszowych w okresie dwudziestolecia. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser.
Sesja Naukowa, 37, cz. II, 297-305.
McEwen J., Johnston E.A., Poulton P.R., Yeomann D.P. 1984. Rothamsted Garden Clover –
Red clover grown continuously since 1854. Yields, crop and soil analyses 1956-1982. Lewes
Agricul. Trust, 225-235.
64
Malhi S.S., Harapiak J.T., Nyborg M., Flore N.A. 1992. Dry matter yield and N recovery
from bromegrass in south-central Alberta as affected by time of application of urea and
ammonium nitrate. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 23 (9/10), 953-964.
Mannetje L., Paoletti R. 1992. Grassland production and the environment. [W:] Proc. 14th
General Meeting of the European Grassland Federation, Lahti, Finland, 8-11 June 1992, 1932.
Mazur K., Kopeć M. 1993a. Dynamika odczynu, kwasowości potencjalnej i glinu aktywnego
w glebie górskiej w okresie 6 lat od wapnowania. [W:] Mat. Konf. „Problemy wapnowania
użytków zielonych”, Falenty, 11-13.05.1993, Wydawn. IMUZ, Falenty, 51-56.
Mazur K., Kopeć M. 1993b. Przybliżony bilans fosforu i potasu w wieloletnim doświadczeniu
łąkowym w zależności od nawożenia mineralnego i wapnowania[W:] Mat. Konf. „Problemy
wapnowania użytków zielonych”, Falenty, 11-13.05.1993, Wydawn. IMUZ, Falenty, 57-63.
Mazur K., Mazur T. 1972. Wpływ nawożenia mineralnego na plon, skład botaniczny i
chemiczny masy roślinnej z łąki górskiej. Acta Agr. et Silv., ser. Agr., XII/1, 85-115.
Mazur K., Mazur T. 1973. Wpływ nawożenia mineralnego na zawartość magnezu w masie
roślinnej i niektórych frakcjach siana z łąki górskiej. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 149, 151160.
Mazur K., Mazur T. 1975. Efektywność nawożenia ubogiej łąki górskiej saletrą amonową i
mocznikiem. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 162, 193-202.
Mazur K., Mazur T. 1978. Wpływ 6-letniego nawożenia łąki górskiej na zmiany w składzie
chemicznym runi oraz na produkcję białka. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 210, 29-45.
Mazur K., Mazur T., Brydak K. 1976. Następczy wpływ 6-letniego nawożenia mineralnego
na plonowanie oraz skład botaniczny i chemiczny runi łąkowej. [W:] Mat. Symp. „Skutki
wieloletniego stosowania nawozów”, cz. I, Puławy, 16-17.11.1976, 157-164.
Mazur K., Mazur B., Szczurowska B. 1993. Wpływ wapnowania na zawartość składników
popielnych i stosunki jonowe w runi łąki górskiej w warunkach długotrwałego nawożenia
mineralnego. [W:] Mat. Konf. „Problemy wapnowania użytków zielonych”, Falenty, 1113.05.1993, Wydawn. IMUZ, Falenty, 161-168.
Mazur T. 1983. Wpływ 6-letniego zróżnicowanego nawożenia mineralnego na zawartość
mikropierwiastków w runi łąkowej. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 242, 379-390.
Mikołajczak Z. 1996. Wpływ nawożenia mineralnego na jakość i ilość plonów z łąk
sudeckich. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 442, 299-308.
65
Mikołajczak Z., Nowak W. 1991. Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem i wapnowania
na jakość paszy z łąki trwałej i mieszanki trawiastej w warunkach grądowych. Zesz. Nauk.
AR w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, 34, 151-156.
Mikołajczak Z., Nowak W. 1996. Wpływ nawożenia różnymi nawozami azotowymi na
plonowanie i wartość paszy łąkowej. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, 67, 300, 215-224.
Mikołajczak Z., Wolski K. 1996. Wpływ nawożenia azotem i wapnowania na skład
botaniczny runi w zróżnicowanych warunkach siedliskowych Sudetów. Zesz. Probl. Post.
Nauk Rol., 442, 317-321.
Misztal A. 1996. Charakterystyka agroklimatyczna regionu Jaworek. Wiad. IMUZ, XVIII, 4,
95-107.
Misztal A., Kopeć S. 1996. Optymalizacja dawek i terminów wiosennego nawożenia azotem
łąk w rejonie Małych Pienin. Wiad. IMUZ, 29, 1, 137-146.
Mtimuni J.P., Mfitolodze M.W., McDowell L.R. 1990. Interrelationships of minerals in soilplant-animal System at Kuti ranch, Malawi. Commun. in Soil Sci. Plant Anal., 21, 5/6, 415427.
Niczyporuk A., Jankowska-Huflejt H. 1996. Wpływ wapnowania i nawożenia przemiennego
(NPK-obornik) na plonowanie i wartość pokarmową runi łąkowej. Wiad. IMUZ, XVIII, 4,
21-31.
Niemyska-Łukaszuk J., Filipek-Mazur B., Mazur K. 1999. Zawartość i skład frakcyjny
próchnicy w glebie łąki górskiej w 30-tym roku statycznego doświadczenia nawozowego.
Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 465, 569-578.
Nowak G. 1979. Wpływ intensywnego nawożenia mineralnego na zawartość sodu w runi
pastwiskowej i glebie. Rocz. Nauk Roln. s. A, 104, 1, 75-90.
Nowak M. 1973. Zawartość składników mineralnych oraz niektórych pierwiastków
śladowych w roślinach runi łąkowo pastwiskowej. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 149, 161172.
Nowak M. 1975. Problemy zagospodarowania górskich użytków zielonych w Polsce. Zesz.
Probl. Post. Nauk Rol., 162, 85-104.
Novoselova A., Frame J. 1992. The role of legumes in european grassland production. Proc.
14th General Meeting of the European Grassland Federation, Lahti 8-11 June, Finlandia, 8796.
Okruszko H., Gotkiewicz J. 1993. Grassland utilization of peat-moorsh soil – 28 years of
experimentation. Proceedings Inter. Symp. „Long-term static fertilizer experiments”, June 1518, Warszawa-Kraków, Part. II, 57-67.
66
Piekut K. 1997. Stan zrównoważenia ekosystemów łąkowych w warunkach zróżnicowanej
gospodarki wodno-pokarmowej. Wydawnictwo SGGW, Rozprawy Nauk. i Monografie,
Warszawa, ss.118.
Płodzik M. 1996. Wpływ wapnowania łąk kwaśnych na jakość siana określoną wartościami
ilorazów zawartości wybranych makro- i mikroelementów. Wiad. IMUZ, 29, 1, 157-171.
Poulton P.R., Johnston A.E. 1993. The Rothamsted long-term experiments-their relevance to
modern agriculture. Proc. Intern. Symp. „Long-term static fertilizer experiments”, WarszawaKraków, 15-18 czerwiec 1993, 5-30.
Sapek B. 1993. Studia nad wapnowaniem trwałego użytku zielonego na glebie mineralnej.
Wyd. IMUZ, Falenty, ss.96.
Sapek B., Kalińska D. 1996. Modelowanie przebiegu zmian odczynu gleby oraz zawartości i
pobrania składników mineralnych przez rośliny w wieloletnich doświadczeniach łąkowych.
Wiad. IMUZ, 29, 1, 173-194.
Sapek B. 1997. Stosowanie nawozów wapniowych na użytki zielone w świetle
zrównoważonego rolnictwa. Wyd. IMUZ, Mat. Seminaryjne 38, 245-256.
Slamka P. Jančovič J., Vozár L. 1997. Influence of biological grassland renovation and
fertilization on mineral elements content in dry matter of grass biomass. Zbornik ref. Konf.
„Ekologicke a biologicke aspekty krimovinarstva”, 23 X 1997, Nitra, Slovenska
pol’nohospodarska univerzita, 171-175.
Smith P., Smith J.U., Powlson D. 1996. Report No 7. Global Change and Terrestrial
Ecosystems. GCTE, Wallingford, ss. 255.
Smoroń S. 1995a. Zmiany składu botanicznego łąk górskich różnie nawożonych i
wapnowanych. [W:] Mat. Konf. „Kierunki rozwoju łąkarstwa na tle aktualnego poziomu
wiedzy o najważniejszych jego działach”. Wyd. SGGW, Warszawa, 349-354.
Smoroń S. 1995b. Niektóre właściwości górskich gleb łąkowych różnie nawożonych. Zesz.
Probl. Post. Nauk Rol., 421a, 331-335.
Smoroń S., Kopeć S. 1993. Wapnowanie łąk górskich jako czynnik poprawy runi
zdegradowanej wieloletnim nawożeniem mineralnym. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser.
Sesja Nauk. 37, II, 239-250.
Smoroń S., Kopeć S. 1996. Wpływ zmiennego nawożenia mineralnego na plonowanie łąk
górskich w okresie 25 lat. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 442, 395-403.
Smoroń S., Kopeć S. 1999. Zawartość wapnia i magnezu w glebie po 25 latach stosowania
wzrastających dawek azotu na łące górskiej. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 467, 671-677.
67
Strežo P. 1997. Vplyv frekvencie kosib na produkciu a kvalitu poloprirodných trávnych
porastov. Poľnohospodárstvo, Agriculture, 43, 4-5, 318-330.
Stypiński P. 1993. Wpływ wapnowania na plonowanie i skład botaniczny pastwisk. [W:] Mat.
Konf. „Problemy wapnowania użytków zielonych”, Falenty, 11-13.03.1993, IMUZ, Mat.
Seminaryjne 32, 128-136.
Tilman D., Dodd M., Poulton P., Johnston A., Crawley M. 1994. The Park Grass Experiment:
Insights from the most long-term ecological study. Proc. Conf. "Long-term experiments in
agricultural and ecological sciences" 14-17 July 1993, CAB International, 287-303.
Thurston J., Williams E.D., Johnston A. 1976. Modern developments in an experiment on
permanent grassland started in 1856: effects of fertilisers and lime on botanical composition
and crop and soil analyses. Ann. Agron., 27, 5-6, 1043-1082.
Underwood S. J. 1971. Żywienie mineralne zwierząt. PWRiL, Warszawa, ss. 320.
Velich J., Mrkvicka J. 1993. Influence of long-term fertilization on development of permanent
meadow phytocenosis composition on yielding capacity. Proc. Inter. Symp. „Long-term static
fertilizer experiments” Warszawa-Kraków, 15-18 June1993, Part. II, 39-46.
Wasilewski Z. 1993. Zawartość makroelementów i mikroelementów w runi pastwiska
nawożonego zróżnicowanymi dawkami azotu w doświadczeniu statycznym. Zesz. Nauk. AR
w Krakowie, ser. Sesja Nauk., 37, II, 281-296.
Wasilewski Z. 1995. Wieloletnie badania nad wielkością i rozkładem plonowania runi
pastwisk nawożonych zróżnicowanymi dawkami azotu. Mat. Konf. nt.” Kierunki rozwoju
łąkarstwa na tle aktualnego poziomu wiedzy o najważniejszych jego działach”. Wyd. SGGW,
Warszawa, 396-402.
Wasilewski Z. 1999. Wpływ długotrwałego i zróżnicowanego nawożenia azotem na
produktywność pastwisk grądowych. Wyd. IMUZ, Rozp. Habilitacyjne.
Wilson D., Lemaire G. 1992. Ecophysiology of grassland yield formation. Proc. 14th General
Meeting of the European Grassland Federation, Lahti 8-11 June1992, Finlandia, 46-59.
Winnicka J., Bobrecka-Jamro D. 1996. Wpływ wieloletniego nawożenia azotowego na
wartość gospodarczą łąki położonej w Bieszczadach Zachodnich. Zesz. Probl. Post. Nauk
Rol., 442, 465-471.
Wojnowska T., Krauze A. 1978. (Część VII). Wpływ intensywnego nawożenia na zawartość
oraz pobranie magnezu i wapnia przez ruń pastwiskową. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 210,
217-233.
Woźniak L. 1991 Porównanie zmian składu chemicznego runi łąkowej wywołanych
zróżnicowanym nawożeniem. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, ser. Sesja Nauk. 34, II, 299-305.
68
Woźniak L. 1996. Proporcje między wybranymi pierwiastkami w bieszczadzkich glebach
halnych (połoninowych) i w ich poroście. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 442, 483-492.
Woźniak L. 1997. Stan bieszczadzkich połonin w kilkadziesiąt lat po zaniechaniu ich
rolniczego wykorzystania. Zesz. Nauk. Post. Nauk Rol., 453, 167-173.
Woźniak L. 1999. Niektóre ekologiczne i rolnicze uwarunkowania i skutki nawożenia
użytków zielonych. Zesz. Nauk AR w Krakowie, ser. Sesja Nauk. 64, 331-338.
Wróbel S., Stanisławska-Glubiak E. 1995. Wapnowanie jako czynnik łagodzący skutki
wieloletniego nawożenia mineralnego gleby lekkiej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 418, 649655.
Vasiliauskiene V. Kadziulis L. 1992. Optimizing nutrient input for long-term sward
persistence and soil nutrient status on sown pasture. Proc. 14th General Meeting of the
European Grassland Federation, Lahti 8-11 June, Finlandia, 191-194.
Zaleski T., Kopeć M. 1999. Wpływ długotrwałego nawożenia mineralnego na właściwości
wodno-powietrzne gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 467, I, 253-260.
Zimková M. 1995. The role of grassland in Central Slovakia region. Ann. Univ. MCS, Suppl.,
63, Sectio E, 335-338.
69
The dynamics of yielding and the quality changes of mountain meadow sward over 30 years
of a fertilising experiment
Summary
Changes occurring in a long period of time in the productive potential of a mountain
meadow and in the macroelement content of its sward were analysed to see if there is a
possibility of using such a meadow for many years, based exclusively on mineral frtilisation,
and maintaining its productivity without lowering the quality of sward yields. Data from the
fertilising experiment set up in 1968 on a mountain meadow (720 m a.s.l.) in Czarny Potok
near Krynica (20o8" E; 49o4" N) were used. The average rainfall total amounted to 820,1 mm
annually and to 538 mm for the period April-September, the average temperature for the same
period being 5.7oC and 11.7oC, respectively. The experiment was conducted on the acid
brown soil (AhA (0-20 cm), ABbr (21-46 cm) BbrC (47-75 cm)) with granulometric
composition of a light loam and comprised objects fertilised with two nitrogen forms
(ammonium nitrate and urea) at two doses (90 and 180 kg N · ha-1) against the background of
PK fertilisation, an object not fertilised and objects fertilised with P and N.
For 30 years (1968-1997) the effect of
varied levels of NPK fertilisers on the
dynamics of yields and the changes in meadow sward quality and in selected physicochemical properties of soil were investigated. In the objects under study the same treatments
were applied, such as changes in the fertiliser type and time of application, repeated liming,
break in fertilisation, two-year pasture utilisation. This paper presents the dynamics of
changes in the botanical composition and the yielding potential of grassland as affected by
regular mineral fertilisation and liming. Particular attention was paid to the following issues:
the ratio of the highest yield of sward to its lowest yield, the uniformity of yielding over a
long period of time, the effectiveness of fertilisation, the changes in the nutrient content of the
meadow sward and in the selected quality properties of yield. An attempt was made to
justify the need for respecting the principle of sustainability in the system of farming on
mountain meadows.
It was found that under mountain conditions the application of nitrogen at a rate of 90
kg N · ha-1 against the phosphorus and potassium background and the regular liming of the
meadow enable to maintain or increase production over a long period of time (at such a
manner of fertilisation the average long-term yields of meadow sward were 5.7 t of dry matter
per hectare), to decrease its production risk and to prevent degradation of the environment and
70
natural resources. It is justified by the varied botanical composition of the meadow sward,
stability of yielding, uniform ratios of the highest to
lowest yields and the chemical
composition of the meadow sward and the physico-chemical properties of soil. Regular
preservative liming and differentiation of fertilisers are absolutely necessary even with
nitrogen fertilisation maintained at such a low level. It should also be borne in mind that
maximising the productive potential of the meadow cannot be the basic objective of its
utilisation. Taking into consideration the element balance of the mountain grassland in a long
time,
the creation of the monoculture of Holcus mollis L., resulting from intensive
fertilisation, is a disadvantage as it leads to severe soil depletion in the layer penetrated by
the roots of this grass and to a gradual decrease in yields with a positive NPK balance and a
weak reaction to liming. Unfavourable changes in the floristic composition of sward, caused
by NPK fertilisation, can be eliminated by repeating liming whose effect on this composition
is the stronger, the smaller is the nitrogen dose. The decrease in yields as a result of the break
in fertilisation is considerable, increases with time and becomes especially pronounced under
unfavourable climatic conditions. The possibility of restoring the productive potential of the
meadow sward after fertilisation resumption depends mainly on the habitat created as a result
of many years of fertilisation and utilisation as evidenced by greater yield increments obtained
after resumption of
fertilisation in the objects with complete mineral fertilisation applied
earlier. The fall in the nutritive quality of plant communities created under the influence of
regular fertilisation of the meadow sward may result from increased concentration of one
element in the sward caused by regular fertilisation, accompanied by the depletion of soil
nutrients not introduced with fertilisers. The amount of calcium and sodium taken up by
plants decreases as the years go by while the content changes of other microelements
fluctuate. Long-term mineral fertilisation causes a constant increase in the value of the ion
ratio K : (Ca + Mg) and K : Na. As a result of decreasing calcium availability at a relatively
constant uptake of magnesium and phosphorus, the value of Ca : Mg and Ca : P rations
steadily narrows. These changes were faster than those of the productive potential and showed
smaller variability between years. The relations of calcium and phosphorus to copper, zinc,
manganese and cadmium, occurring in the meadow sward, indicate that it is deficient in
cadmium and contains an excessive amount of manganese and cadmium. Liming proves to
have a beneficial effect on the maintenance of the nutrient balance of hay. Due to the
simplified botanical composition of sward, the increase in its calcium content is low and the
relation of calcium to other elements does not change remarkably. Considering the longlasting processes of meadow plant succession and changes in soil properties, liming should
71
be applied before the meadow reaches the highest productive potential. This would make it
possible to maintain optimal parameters of fodder quality. As a result of liming the
exchangeable calcium content of soil increases and equalises between fertiliser combinations.
The worsening of unfavourable physico-chemical soil properties caused by mineral
fertilisation, in particular the increase in soil acidity, can be prevented by periodic liming.
This treatment should be considered as an indispensable measure designed to maintain the
long-term nutrient balance of plant communities and as a starting point for other treatments
stimulating yields
72
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

Create flashcards