The influence of previous crops of winter wheat from family Brassicaceae on biological parameters of soil

The influence of previous crops of winter wheat from family Brassicaceae on biological parameters of soil

Lubomír RŮŽEK 1,

Michaela NOVÁKOVÁ 1,

Petr JURKOVSKÝ 1,

Wieslaw BARABASZ 2

1 Department of Microbiology and Biotechnology, Czech Agricultural University, Prague;

2 Department of Microbiology, University of Agriculture Cracow, Poland

Souhrn, klíčová slova

Soil organic matter carbon (Corg), microbial biomass carbon (CMB) and microbial extracellular carbon (CEX) were measured during the year 2002 under winter wheat ("Ebi”) after eight previous crops from family Brassicaceae with different sulphur fertilisation. For the evaluation of the influence on soil biological parameters three criteria have been used: (1) g CMB/g dry soil, (2) ratio CMB/Corg [%] and (3) g CEX/mg CMB (Voříšek et al. 2002). The best previous crops from family Brassicaceae were line winter oilseed rape ("Navajo”) and oil radish. The worst previous crops were white mustard ("Veronika”; "Zlata") and hybrid winter oilseed rape ("Pronto”). According to the former experience the average CMB level for Czech arable and grassed luvisols [alfisols] is 390.82 (SD 89.33) ěg CMB / g dry soil (Růžek 2001). On testing plots was measured lower level of CMB: 344.09 on plots fertilised by sulphur (80 kg per hectare) and 319.21 on other plots. Between sulphur fertilised and non-fertilised plots exist significant difference (p < 0.05, Fischers LSD test).

Key words: microbial biomass carbon, microbial extracellular carbon, carbon of soil organic matter, winter wheat ("Ebi”), previous crops from family Brassicaceae

Úvod

Půda jako ekosystém má minimálně tři základní funkce. Trasar-Cepeda et al. (1997) vymezují funkci filtrační, produkční a degradační. Tradičně je sledována produkční funkce, zaměřená na výnosové prvky, doplňkově funkce filtrační, zahrnující hydropedologické parametry, a konečně degradační, kam náleží živá mikrobní složka půd a její metabolické aktivity.

Tři formy uhlíku: Corg (uhlík půdní organické hmoty), CMB (uhlík biomasy půdních mikroorganismů) a CEX (extracelulární uhlík mikrobního původu) využité k hodnocení formou tří kritérií: (1.) g CMB/g sušiny, (2.) poměr CMB/Corg [%] a (3.) g CEX/mg CMB (Voříšek et al. 2002) poskytují informaci, jak daný agrotechnický postup (v našem případě osm různých brukvovitých předplodin ozimé pšenice) ovlivňuje degradační funkci půdy při rozdílném hnojení sírou. Vzhledem k vzájemné vazbě degradační a produkční funkce půdy jde současně o pohled do výnosové oblasti v blízké budoucnosti.

Materiál a metody

K odběru vzorků z orničního profilu (0-200 mm) byla použita stavebnicová sondýrka Eijkelkamp agrisearch equipment. Byla zabezpečena chlazená přeprava vzorků do laboratoře, jejich úprava na jemnozem a úchova před analýzami při teplotě 4 6 oC. U půdních vzorků, odebraných v květnu a v listopadu 2002 byly provedeny analýzy dle následujícího přehledu.

· uhlík biomasy půdních mikroorganismů (Blagodatskiy et al., 1987)

· uhlík půdní organické hmoty extrahovatelný v 0,5 mol.l-1 K2SO4

· biologicky přístupné, troficky hodnotné formy uhlíku (Badalucco et al., 1992): CEX

U zbytků půdních vzorků vysušených na vzduchu při teplotě 28 oC byl stanoven:

· uhlík půdní organické hmoty: Corg (Sims et Haby, 1971)

· kvalita extrahovatelných humusových látek: Q4/6 (poměr extinkcí 400 nm / 600 nm) v alkalickém výluhu (pH = 12,00) vysušené půdy (Pospíšil, 1981)

· pH (H2O), pH (0,2 mol.l-1 KCl)

· Zrnitostní rozbor dle klasifikace ISO 11277 (zadáno VÚMOP Praha-Zbraslav)

· Celkový dusík Nt (zadáno VÚMOP Praha-Zbraslav)

Výsledky

Analýzou rozptylu (LSD testem podle Fischera) byl prokázán statisticky vysoce významný rozdíl (P > 99 %) mezi parcelami hnojenými a nehnojenými sírou (80respektive 0kg S / ha) u poměru CMB / Corg [%]. V případě CMB byl stejným postupem prokázán statisticky významný rozdíl (P > 95 %). U třetí sledované formy uhlíku: CEX nebyl prokázán žádný rozdíl.

Lze konstatovat, že orniční vrstva půdy (0-200 mm) byla pod ozimou pšenicí "Ebi" po brukvovitých předplodinách (tab. 1a) hnojených sírou statisticky průkazně lépe oživena, - zachovala si ale metabolickou aktivitu identickou s nehnojenými parcelami.

Vybrané brukvovité předplodiny vyvolaly zlepšení u všech tří kritérií, použitých k evaluaci živé mikrobní složky: (1.) g CMB/g sušiny, (2.) poměr CMB/Corg [%] a (3.)gCEX/mg CMB (Voříšek et al. 2002). Náleží k nim liniová ozimá řepka "Navajo" a ředkev olejná. V případě hnojení sírou i řepice "Rex" (Tab. 1a, 1b).

Naopak na parcelách nehnojených sírou zhoršení u všech tří sledovaných kritérií vyvolala hořčice bílá ("Zlata"; "Veronika") a hybridní ozimá řepka "Pronto" (tab. 1b).

Tab. 1a: Brukvovité předplodiny pšenice ozimé"Ebi" hnojené sírou(80 kg S/ha)

Tab. 1 b: Brukvovité předplodiny pšenice ozimé"Ebi"nehnojené sírou

1Tři biologická kriteria: 1. g CMBa / g sušiny; 2. CMB / Corg (%); 3. g CEXb / mg CMB.

a uhlík biomasy půdních mikroorganismů (Blagodatskiy et al. 1987 a,b)

b mikrobiální extracelulární uhlík, extrahovatelný do 0,5 mol/l K2SO4 (Badalucco et al., 1992)

2 zlepšení proti průměru souboru u všech tří sledovaných kritérií

3 zhoršení proti průměru souboru u všech tří sledovaných kritérií

Použitá literatura

Badalucco L., Gelsomino A., Dell´Orco S., Greco S., Nannipieri P. (1992): Biochemical characterisation of soil organic compounds extracted by 0.5 M K2SO4 before and after chloroform fumigation. Soil Biology and Biochemistry 24: 569-578.

Blagodatskiy S.A., Blagodaskaya E. V., Gorbenko A. Y., Panikov N. S. (1987): Regidratacionnyj metod opredelenija biomasy mikroorganizmov v pocve. Počvovedenije 4: 64-71.

Růžek L. (2001): Vzájemné vztahy abiotických a biotických parametrů půdy. Pedologické dny 2001. Brno 28.-29.5., s. 93-95

Trasar-Cepeda M.C., Leiros de la Pena M.C., Gil-Sotres F. (1997): Effect of organic matter application on biochemical soil properties in disturbed ecosystems. In: Abstracts of Symposium "Organic matter application and element turnover in disturbed terrestrial ecosystems" Cottbus, November 13-15)

Voříšek K., Růžek L., Svobodová M., Šantrůček J., Strnadová S., Popelářová E. (2002): The influence of grassing and harvest management on microbial parameters after arable land setting - aside, Rostl.Výr. 48 (9): 382-388

Kontaktní adresa

Doc. Ing. Lubomír Růžek, CSc., Česká zemědělská univerzita v Praze, Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 - Suchdol, Česká republika, tel: + 420 224 38 2567, fax: + 420 224 38 2764, e-mail: Ruzek@af.czu.cz