Wpływ metod uprawy na warunki wzrostu roślin: wyniki monitoringu stacji glebowych Paul-Tech

Nasi dobrzy partnerzy z firmy Paul-Tech oraz ich stacje glebowe monitorowały wpływ różnych metod uprawy na środowisko wzrostu roślin w ramach doświadczenia, które zorganizowaliśmy w Estonii. Za uprzejmą zgodą firmy Paul-Tech publikujemy przegląd efektów różnych agro-technicznych metod uprawy na warunki wzrostu roślin. Doświadczenie przeprowadzono na polu w Tartumaa, w gospodarstwie Rannu Seemne OÜ, gdzie w 2024 roku w płodozmianie znalazł się groch siewny, a przed nim wysiana była różnorodna mieszanka poplonowa.

Porównano trzy różne metody uprawy: uprawę płużną, uprawę uproszczoną oraz siew bezpośredni. Orka została przeprowadzona 25 kwietnia, uprawa uproszczona za pomocą brony talerzowej odbyła się 4 maja, a siew wszystkich wariantów miał miejsce 6 maja, bezpośrednio po którym wykonano wałowanie.

Stacje glebowe zostały umieszczone na polach po zasiewie roślin. Czujniki stacji znajdowały się na głębokościach 8 i 20 cm w glebie we wszystkich wariantach, aby monitorować dzienne poziomy wody i składników odżywczych oraz ich przemieszczanie się w glebie. Dodatkowo, czujniki rejestrowały także temperaturę gleby. Dane pomiarowe z gleby prezentowane są jako dzienne średnie wartości dla obu warstw.

Retencja wodna gleby

Okres siewu w 2024 roku charakteryzował się większą retencją wody pozostałej po zimie w porównaniu do lat poprzednich. Wraz z ociepleniem dni i niskimi opadami deszczu, poziom wody w glebie stopniowo się obniżał (Rysunek 1), a spadek ten nabrał tempa 20 czerwca i utrzymywał się do końca miesiąca. Lipcowe opady podniosły poziom retencji najwyżej w wariancie uprawy uproszczonej, następnie w wariancie siewu bezpośredniego. Najmniejszy wpływ lipcowe deszcze miały na poziom wody w glebie w wariancie z orką. W tym wariancie retencja była przez cały sezon niższa niż w pozostałych, co wskazuje na najniższą zdolność zatrzymywania wody.

Rysunek 1. Średnia zawartość wody w glebie na dwóch głębokościach (8 i 20 cm), groch siewny 2024.4o

Największa ilość wody w glebie  w okresie wegetacyjnym występowała w wariancie z siewem bezpośrednim, a tuż za nim plasował się wariant uprawy uproszczonej.

Dni z deficytem wodnym w okresie wzrostu grochu wystąpiły w wariancie z orką przez 31 dni (28.06–28.07), w wariancie uproszczonym przez 6 dni (28.06–30.06 oraz 26.07–28.07), a w wariancie siewu bezpośredniego przez 8 dni (29.06–30.06 oraz 23.07–28.07).

Opady deszczu, które rozpoczęły się pod koniec lipca, znacząco podniosły poziom retencji we wszystkich wariantach, jednak wartości w wariancie z orką nadal pozostawały najniższe. Kolejne opady utrzymywały wysoki poziom wody w glebie aż do nadejścia zimy.

W wariancie z orką ilość wody w glebie przewyższyła poziomy z pozostałych wariantów dopiero po wykonaniu jesiennej orki na początku listopada, kiedy to warstwa roli napełniła się większą ilością wody niż w innych wariantach. Może to wynikać z powstania podeszwy płużnej pod warstwą orki.

Składniki odżywcze

Tło nawożenia było takie samo we wszystkich wariantach. Podczas siewu zastosowano nawóz mineralny MAP 12-52 – N 4,8 kg/ha oraz P 9,15 kg/ha. Dnia 16 maja wykonano nawożenie chlorkiem potasu – K 32,37 kg/ha. Składniki odżywcze były również dostarczane do gleby przez rośliny poplonowe oraz groch siewny, co spowodowało wzrost poziomu składników odżywczych od sierpnia do końca października (Rysunek 2). Jednak w listopadzie nastąpił spadek poziomu składników odżywczych z powodu ich wypłukiwania. Składniki, które pojawiły się po dojrzeniu grochu, zostały utracone na skutek wymywania z gleby.

Rysunek 2. Średnia zawartość składników odżywczych w dwóch warstwach gleby (8 i 20 cm), groch siewny 2024.

W drugiej połowie maja i pierwszej połowie czerwca najwięcej składników odżywczych znajdowało się w wariancie siewu bezpośredniego, co było związane z wyższym poziomem wody w glebie. Ogólnie rzecz biorąc, najwyższy poziom składników odżywczych odnotowano w wariancie z orką. Z jednej strony deficyt wodny w lipcu utrudniał pobieranie składników odżywczych, z drugiej strony w dobrze napowietrzonej glebie po orce szybciej zachodziły procesy biologiczne w drugiej połowie lata i jesienią. W efekcie do gleby uwalniało się więcej azotu azotanowego niż przy innych metodach uprawy. Dodatkowo, resztki roślin poplonowych zostały przyorane podczas wiosennej orki. Po jesiennej orce wykonanej na początku listopada składniki odżywcze zostały szybko wypłukane z warstwy ornej przez opady deszczu.

Najniższy poziom składników odżywczych wystąpił w wariancie uprawy uproszczonej. Jednak do końca listopada to właśnie z tego wariantu wymyło się najmniej składników odżywczych.

Temperatura gleby

Wiosną gleba najszybciej nagrzewała się w wariancie z orką (Rysunek 3). Temperatury gleby były tam również wyższe aż do momentu, gdy roślinność zaczęła zacieniać powierzchnię gleby. Wariant z orką był najbardziej narażony na stres cieplny podczas fali upałów pod koniec maja i na początku czerwca. Najniższa temperatura gleby wiosną występowała w wariancie siewu bezpośredniego. W tym wariancie średnia dobowa temperatura gleby w obu warstwach była w najgorętsze dni nawet o 3 stopnie niższa niż w przypadku orki, co oznaczało znacznie mniejsze ryzyko stresu cieplnego gleby. Gleba w wariancie uprawy uproszczonej plasowała się pośrednio pomiędzy pozostałymi. Temperatury gleby wyrównały się, gdy roślinność zaczęła zacieniać jej powierzchnię. Jesienią nie odnotowano wyraźnych różnic w temperaturze gleby między wariantami.

Rysunek 3. Średnia temperatura gleby w dwóch warstwach (8 i 20 cm), groch siewny 2024.4o

Podsumowanie
Zdolność do zatrzymywania wody była najniższa w wariancie z orką, a najwyższa w wariancie z siewem bezpośrednim. W przypadku orki odnotowano znacznie więcej dni z deficytem wodnym niż w przypadku uprawy uproszczonej czy siewu bezpośredniego.

W okresach opadów procesy biologiczne przebiegały szybciej w napowietrzonej glebie po orce, a do gleby uwalniało się więcej azotu azotanowego niż w pozostałych wariantach. Duża ilość azotu, która pojawiła się w glebie po dojrzeniu grochu, została wypłukana późną jesienią.

Gleba po orce najszybciej się nagrzewała wiosną, ale była również najbardziej narażona na stres cieplny. Gleba w wariancie siewu bezpośredniego była najlepiej chroniona przed przegrzaniem, choć nagrzewała się wolniej wiosną niż przy innych metodach uprawy. Obniżenie temperatury gleby dzięki siewowi bezpośredniemu korzystnie wpływa na rozwój systemu korzeniowego oraz pobieranie wody i składników odżywczych w czasie fal upałów.