81

OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 32, 2007 r.

* Dr inż. Sylwester Smoleń, prof. dr hab. Włodzimierz Sady – Katedra Uprawy Roli i Nawożenia Roślin Ogrodniczych, Wydział Ogrodniczy, Akademia Rolnicza w Krakowie.

WPŁYW NAWOZU AZOTOWEGO Z INHIBITOREM NITRYFIKACJI ORAZ DOKARMIANIA DOLISTNEGO NA ZAWARTOŚĆ SUCHEJ MASY, Cd, Cu, Zn

W MARCHWI*

WPROWADZENIE. Wpływ nawożenia azotem na zawartość metali ciężkich i mikroskład-ników pokarmowych w roślinach uzależniony jest od wielu czynników. Związany jest on m.in. z oddziaływaniem formy nawozu azotowego, jak również wielkości dawki i terminu stosowa-nia tych nawozów, na fizykochemiczne właściwości gleby. Z reguły stosowanie fizjologicznie zasadowych nawozów azotowych ogranicza pobieranie metali ciężkich przez rośliny. W przy-padku nawożenia roślin fizjologicznie kwaśnymi nawozami azotowymi na ogół odnotowuje się wzrost akumulacji tych pierwiastków w roślinach [Gębski 1998; Maier i in. 2002]. Stosowanie nawozów z inhibitorem nitryfikacji znacznie przedłuża okres oddziaływania zredukowanych form azotu na środowisko glebowe. Może się to przyczyniać do obniżenia odczynu gleby, w dalszej kolejności do zwiększenia zawartości łatwo rozpuszczalnych form metali ciężkich w glebie, a w konsekwencji do podwyższenia akumulacji tych pierwiastków w roślinach.

Celem badań było określenie wpływu nawozu ENTEC-26 (zawierającego inhibitor nitryfi-kacji) oraz dokarmiania dolistnego na zawartość suchej masy oraz Cd, Cu i Zn w marchwi.

MATERIAŁ I METODY. Doświadczenie polowe z uprawą marchwi ‘Kazan F1’ przepro-wadzono w latach 2004 i 2005 na stanowiskach glebowych o właściwościach fizykoche-micznych, które mieściły się w zakresach (średnie dla warstw 0–­30 i 30–­60 cm gleby –­ od-powiednio w latach 2004 i 2005): pHH2O 7,77–­7,63, części spławialne 35–­32%, substancja organiczna 1,7–­1,8%, pojemność sorpcyjna 16,4–­16,7 cmol·kg-1, stopień wysycenia kom-pleksu sorpcyjnego pierwiastkami zasadowymi 95,1–­96,5 V% oraz 22–­20 mg N–­NO3+.N–­NH4, 50–­48 mg P, 25–­96 mg K, 82–­62 mg Mg, 6523–­7305 mg Ca w dm3 gleby. Mar-chew uprawiano na podwyższonych zagonach o szerokości 140 cm i wysokości 30 cm, na których posiano trzy rzędy marchwi w odległości co 30 cm, stosując 1 milion nasion na hektar. Doświadczenie wykonano metodą split–­plot w układzie zrandomizowanym.

W badaniach wyróżniono dwa podbloki: I –­ bez dolistnego dokarmiania, II –­ z dolist-nym dokarmianiem roślin. Rośliny były opryskiwane trzykrotnie przy przemiennym zasto-sowaniu: 2% roztworu mocznika, 1% roztworu wieloskładnikowego nawozu ‘Supervit R’ i ponownie 2% roztworu mocznika. W obrębie obydwu podbloków wyróżniono obiekty ze zróżnicowanym doglebowym nawożeniem azotem: 1–­ Kontrola (nienawożona azotem), .2 –­ ENTEC-26 35+35, 3 –­ ENTEC-26 70+70, 4 –­ ENTEC-26 105+105, 5 –­ NH4NO3 35+35, 6 –­ NH4NO3 70+70, 7 –­ NH4NO3 105+105. Gdzie: 35+35, 70+70 i 105+105 oznacza dawkę azotu w kg·ha-1 zastosowaną przedsiewne i pogłównie. Nawóz ENTEC-26 zawiera inhibitor nitryfikacji DMPP (3,4-dimetylopyrazolofosfat).

Nawożenie przedsiewne azotem wykonano tuż przed formowaniem zagonów i siewem nasion, natomiast nawożenie pogłówne przeprowadzono w okresie zakrywania międzyrzę-dzi przez liście marchwi. Zabiegi dokarmiania dolistnego przeprowadzono kolejno w chwili pogłównego doglebowego nawożenia azotem oraz na początku i pod koniec sierpnia. Siew nasion wykonano w trzeciej dekadzie kwietnia a zbór marchwi w trzeciej dekadzie września. Bezpośrednio przed zakładaniem doświadczenia oraz podczas zbioru plonu pobierano pró-by gleby z dwóch warstw: 0–­30 cm, 30–­60cm. Podczas zbioru plonu próby gleby pobierano dla każdego obiektu w obrębie podbloku niedokarmianego dolistnie.

Odczyn (pHH2O) gleby oznaczano potencjometrycznie. Zawartość łatwo przyswajal-nych form makropierwiastków (N-NH4, N-NO3, P, K, Mg, Ca) oznaczono po ekstrakcji gleby .

82

tOksycZnOŚć

0,03 M CH3COOH. Substancję organiczną oznaczono metodą Tiurina w modyfikacji Olek-synowej. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego pierwiastkami o charakterze zasado-wym oznaczono metodą AAS, po uprzedniej ekstrakcji gleby 1M NH4Cl. Zawartość łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn w glebie oznaczono po ekstrakcji 0,01 M CaCl2..Zawar-tość Cd, Cu i Zn w korzeniach spichrzowych marchwi oznaczono po mineralizacji świeżego materiału roślinnego w mieszaninie HNO3.: HClO4.: H2SO4 w stosunku 6 : 2 : 0,25. Zawar-tość suchej masy oznaczono metodą suszarkową w 105°C. Oznaczenie Cd, Cu i Zn w pró-bach gleby i materiału roślinnego oraz K, Mg, Ca w próbach gleby wykonano metodą AAS. Formy N-NH4 i N-NO3 azotu mineralnego w glebie oznaczane były metodą mikrodestylacji, natomiast fosfor metodą wanado–­womolibdenianową. Obliczenia statystyczne uzyskanych wyników przeprowadzono modułem ANOVA programu Statistica 6.1 dla P = 0,05.

Analiza danych meteorologicznych, z lat 2004–­2005, dla rejonu lokalizacji doświadcze-nia, wykazała zbliżone średnie dobowe temperatury powietrza oraz liczbę godzin słonecz-nych w poszczególnych miesiącach prowadzenia uprawy. Rok 2005 charakteryzował się wyższą i równomiernie rozłożoną ilością opadów w miesiącach: maju, czerwcu, lipcu i sierp-niu w porwaniu do analogicznego okresu w roku 2004.

WYNIKI. Czynnik doglebowego nawożenia azotem w istotny sposób oddziaływał na zawar-tość suchej masy i Cu, a nie miał wyraźnego wpływu na zawartość Cd i Zn w marchwi (tab. 1). W obiektach z nawożeniem azotem, za wyjątkiem nawożenia ENTEC-26 35+35 kg N·ha-1, od-notowano obniżenie zawartości suchej masy w stosunku do kontroli. Zastosowane nawożenie azotem powodowało podwyższenie zawartości Cu w porównaniu do roślin kontrolnych. Sam zabieg dokarmiania dolistnego (tab. 1), jak również jego oddziaływanie z nawożeniem roślin azotem (rys. 1), nie miały istotnego wpływu na zawartość suchej masy oraz Cd, Cu i Zn w mar-chwi. Warto jednak zauważyć, że marchew nawożona ENTEC-26 w dawce 35+35 kg N·ha-1.za-wierała prawie dwukrotnie więcej Cd od marchwi nawożonej saletrą amonową przy tej samej dawce azotu. Korzenie spichrzowe marchwi uprawianej w 2005 r. charakteryzowały się wyższą zawartością suchej masy, Cd i Cu, a niższą Zn od roślin uprawianych w 2004 r. (tab. 1).

Tabela 1. Zawartość suchej masy (% s.m.), kadmu, miedzi i cynku w korzeniach spichrzowych marchwi w zależności od nawożenia azotowego, dokarmiania dolistnego i lat prowa-dzenia badań

Średnie dla:. nawożenia / dokarmiania dolist-

nego / lat prowadzenia badań% s.m.

(mg·kg-1 św.m.)

Cd Cu Zn

Kontrola 11,60 0,033 0,53 1,94ENTEC-26 35+35 kg N·ha-1 11,46 0,041 2,05 1,67ENTEC-26 70+70 kg N·ha-1 11,07 0,040 1,91 1,73

ENTEC-26 105+105 kg N·ha-1 11,04 0,032 1,10 1,68NH4NO3 35+35 kg N·ha-1 11,11 0,022 1,42 1,73NH4NO3 70+70 kg N·ha-1 11,03 0,032 1,74 1,54

NH4NO3 105+105 kg N·ha-1 11,17 0,043 2,41 1,61NIR(0,05) 0,294 n.i. 0,770 n.i.

Podblok niedokarmiany dolistnie 11,21 0,033 1,74 1,66Podblok dokarmiany dolistnie 11,21 0,036 1,45 1,74

NIR(0,05) n.i. n.i. n.i. n.i.Rok.2004 10,75 0,028 0,40 1,78Rok.200� 11,67 0,041 2,79 1,62NIR(0,05) 0,157 0,0075 0,411 0,138

n.i. –­ różnice nieistotne dla P = 0,05.

83

OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 32, 2007 r.

rośliny niedokarmiane dolistnie, rośliny dokarmiane dolistnie; n.i. –­ różnice nieistotne dla P = 0,05.

Rys. 1. Zawartość suchej masy (A), kadmu (B), miedzi (C) i cynku (D) w korzeniach spichrzo-wych marchwi w zależności od doglebowego nawożenia azotem i dokarmiania dolistne-go. Obiekty: 1 –­ kontrola, 2 –­ ENTEC-26 35+35 kg N·ha-1, 3 –­ ENTEC-26 70+70 kg N·ha-1,.4 –­ ENTEC-26 105+105 kg N·ha-1, 5 –­ NH4NO3 35+35 kg N·ha-1, 6 –­ NH4NO3 70+70 kg N·ha-1, 7 –­ NH4NO3 105+105 kg N·ha-1.

Analiza gleby po uprawie marchwi wykazała istotny wpływ nawożenia azotem na za-wartość łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn (tab. 2). W obiektach z doglebowym na-wożeniem azotem odnotowano obniżenie zawartości Cd, Cu i Zn w glebie w porównaniu do gleby z obiektu kontrolnego. Warto odnotować, że we wszystkich obiektach nawożonych ENTEC-26 odnotowano podwyższenie zwartości łatwo rozpuszczalnych form Cd w glebie w stosunku do nawożenia saletrą amonową. Zastosowane dawki i formy azotu nie spowo-dowały istotnych zmian odczynu gleby.

Tabela 2. Odczyn oraz zawartość łatwo rozpuszczalnych form kadmu, miedzi i cynku w glebie po uprawie marchwi w zależności od nawożenia azotowego i lat prowadzenia badań

Średnie dla:. nawożenia / lat prowadzenia badań pHH2O

(mg·kg-1 gleby)Cd Cu Zn

Kontrola 7,58 0,25 1,64 4,52ENTEC-26 35+35 kg N·ha-1 7,75 0,19 0,86 3,24ENTEC-26 70+70 kg N·ha-1 7,77 0,16 0,64 3,07

ENTEC-26 105+105 kg N·ha-1 7,65 0,17 0,92 3,44NH4NO3 35+35 kg N·ha-1 7,64 0,10 0,74 3,27NH4NO3 70+70 kg N·ha-1 7,67 0,12 0,92 3,40

NH4NO3 105+105 kg N·ha-1 7,64 0,12 0,77 3,30NIR(0,05) n.i. 0,044 0,179 0,191

Rok.2004 7,91 0,21 1,68 6,38Rok.200� 7,43 0,11 0,17 0,55NIR(0,05) 0,071 0,023 0,096 0,102

n.i. –­ różnice nieistotne dla P = 0,05.

1 2 3 4 5 6 70,00,40,81,21,62,0

mg Zn·kg-1

św.m.

N IR nawożenie × dokarmianie dolis tne; n.i.

D1 2 3 4 5 6 70,00,51,01,52,02,53,0

mg Cu·kg-1

św.m.

C

N IR nawożenie × dokarmianie dolis tne; n.i.

1 2 3 4 5 6 702468

101214

% s.m.

N IR nawożenie × dokarmianie dolis tne; n.i.

A1 2 3 4 5 6 7

0,000,010,020,030,040,05

mg Cd·kg-1

św.m.

N IR nawożenie × dokarmianie dolis tne; n.i.

B

mg

Cu·

k%

s.m

.św

.m-1

mg

Zn·k

św.m

-1

mg

Cd·

kśw

.m-1

84

tOksycZnOŚć

Gleba po uprawie marchwi w 2005 r. miała niższą zawartość łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn oraz niższy odczyn niż gleba w 2004 r. (tab. 2). Wykazano istotne współ-działanie nawożenia azotem i roku badań na zawartość tych pierwiastków w glebie, na-tomiast nie stwierdzono takiego współdziałania na odczyn gleby (rys. 2). W roku 2004, zastosowane nawożenie saletrą amonową oraz ENTEC-26 (we wszystkich dawkach) spo-wodowało istotne obniżenie zawartości łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn w glebie w porównaniu do obiektu kontrolnego. Z kolei w 2005 r. taką tendencję odnotowano jedynie w odniesieniu do zawartości Zn w glebie.

Rys. 2. Odczyn gleby (A) oraz zawartość łatwo rozpuszczalnych form kadmu (B), miedzi (C) i cynku (D) w glebie po uprawie marchwi w zależności od doglebowego nawożenia azo-tem i roku prowadzenia badań; n.i. –­ różnice nieistotne dla P = 0,05

DYSKUSJA. W omawianych wynikach badań zastosowane nawożenie doglebowe azotem w uprawie marchwi miało wpływ na zawartość łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn w glebie. Zastosowane dawki nawozu ENTEC-26 (nawozu z inhibitorem nitryfika-cji DMPP) nie powodowały zmian odczynu gleby w porównaniu do gleby nawożonej sale-trą amonową oraz do kontroli. Uzyskane wyniki znajdują potwierdzenie w badaniach Zac-cheo i In. [2006], które wykazały, że 15-dniowa inkubacja (NH4)2SO4+DMPP jak i Ca(NO3)2.nie powodowała istotnych zmian odczynu gleby w porównaniu do silnie zakwaszającego działania (NH4)2SO4 i (NH4)2S2O3. Autorki te stwierdziły, że nawożenie (NH4)2SO4+DMPP powodowało znaczne zwiększenie zawartości Cd, Cu, Ni, Pb i Zn w pędach słoneczni-ka w porównaniu do nawożenia Ca(NO3)2. W niniejszych badaniach odnotowano istotny wpływ nawożenia azotem jedynie na zawartość Cu w marchwi. Ponadto, nie wykazano istotnego wpływu zabiegu dokarmiania dolistnego, jak również oddziaływania tego zabie-gu z doglebowym nawożeniem roślin azotem na zawartość suchej masy oraz Cd, Cu i Zn w marchwi. Wcześniejsze badania [Smoleń i Sady 2006] wykazały, że zabieg dokarmiania

Pi miennictwo

G bski M. 1998. Czynniki glebowe oraz nawozowe wp ywaj ce na przyswajanie

metali ci kich przez ro liny. Post. Nauk Rol. 5: 3–16.

Maier N. A., Laughlin M. J., Heap M., Butt M., Smart M. K. 2002. Effect of nitrogen

source and calcitic lime on soil pH and potato yield, leaf chemical composition, and tuber

cadmium concentrations. J. Plant Nut. 25 (3): 523–544.

Roco M.M., Blu R.O. 2006. Evaluation of the Nitrification Inhibitor 3,4–

Dimethylpyrazole Phosphate in Two Chilean Soils. J. Plant Nut. 29 (3): 521–534.

Smole S., Sady W. 2006. The content of Cd, Cu and Zn in carrot storage roots as

related to differentiated nitrogen fertilization and foliar nutrition. Polish J. Environ. Stud. 15

(2a), Part II: 503–509.

Zaccheo P., Crippa L., Di Muzio Pasta V. 2006. Ammonium nutrition as a strategy

for cadmium mobilisation in the rhizosphere of sunflower. Plant Soil. 283: 43–56.

Rok 2004 Rok 20050

2

4

6

8

pH(H

2O)

A

NIR rok badań × nawożenie; n.i.

Rok 2004 Rok 20050,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

mg

Cd·

kg-1

gle

by

B

NIR rok badań × nawożenie = 0,062

Rok 2004 Rok 20050,00,51,01,52,02,53,03,5

mg

Cu·

kg-1

gle

by

NIR rok badań × nawożenie = 0,253

CRok 2004 Rok 2005

012345678

mg

Zn·k

g-1 g

leby

NIR rok badań × nawożenie = 0,270

D

Rok 2004 Rok 200502468 Kontrola, ENTEC-26 35+35 kg N ha-1, ENTEC-26 70+70 kg N ha-1

ENTEC-26 105+105 kg N ha-1, NH4NO3 35+35 kg N ha-1, NH4NO3 70+70 kg N ha-1, NH4NO3 105+105 kg N ha-1

Rys. 2. Odczyn gleby (A) oraz zawarto atwo rozpuszczalnych form kadmu (B),

miedzi (C) i cynku (D) w glebie po uprawie marchwi w zale no ci od doglebowego

nawo enia azotem i roku prowadzenia bada ; n.i. – ró nice nieistotne dla P = 0,05.

8�

OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 32, 2007 r.

dolistnego (zastosowany w analogicznym układzie, jak w prezentowanej pracy) spowodo-wał istotny wzrost poziomu akumulacji Cd oraz obniżenie Cu; natomiast nie wpłynął na za-wartość Zn w marchwi. W tych samych badaniach stwierdzono brak oddziaływania nawo-żenia Ca(NO3)2 oraz (NH4)2SO4 (zastosowanych w dawkach 70 oraz 70+70 kg N⋅ha-1) na zawartość Cd, Cu i Zn w marchwi.

Roco i Blu [2006] wykazali, że nawożenie saletrosiarczanem amonowym+DMPP po-wodowało wzrost produkcji suchej masy brokułu i rajgrasu w porównaniu do tradycyjne-go nawożenia różnymi nawozami azotowymi. Natomiast w omawianych wynikach badań w obiektach z nawożeniem azotem odnotowano obniżenie zawartości suchej masy korze-ni spichrzowych marchwi w stosunku do kontroli, za wyjątkiem nawożenia ENTEC-26 35+.35 kg N·ha-1.

WNIOSKI. Na podstawie przeprowadzonych badań i uzyskanych wyników sformułowa-no następujące wnioski:1. W obiektach z doglebowym nawożeniem azotem odnotowano obniżenie zawartości .

łatwo rozpuszczalnych form Cd, Cu i Zn w glebie w porównaniu do kontroli. Nawożenie azotem nie wpłynęło natomiast na odczyn gleby.

2. W glebie nawożonej nawozem z inhibitorem nitryfikacji (ENTEC-26) oznaczono wyższe za-wartości łatwo rozpuszczalnych form Cd niż w przypadku nawożenia saletrą amonową.

3. Zastosowane nawożenie azotem powodowało podwyższenie zawartości Cu oraz ob-niżenie zawartości suchej masy w marchwi (za wyjątkiem nawożenia ENTEC-26 35+.35 kg N·ha-1) w porównaniu do roślin kontrolnych. Nawożenie azotem nie miało wpływu na zawartość Cd i Zn w marchwi.

4. Zabieg dokarmiania dolistnego jak również oddziaływanie tego zabiegu z doglebowym nawożeniem roślin azotem nie miało istotnego wpływu na zawartość suchej masy oraz Cd, Cu i Zn w marchwi.

PIŚMIENNICTWO

Gębski M. 1998. Czynniki glebowe oraz nawozowe wpływające na przyswajanie metali ciężkich przez rośliny. Post. Nauk Rol. 5: 3–­16.

Maier N. A., Laughlin M. J., Heap M., Butt M., Smart M. K. 2002. Effect of nitrogen source and calcitic lime on soil pH and potato yield, leaf chemical composition, and tuber cadmium con-centrations. J. Plant Nut. 25 (3): 523–­544.

Roco M.M., Blu R.O. 2006. Evaluation of the Nitrification Inhibitor 3,4–­Dimethylpyrazole Pho-sphate in Two Chilean Soils. J. Plant Nut. 29 (3): 521–­534.

Smoleń S., Sady W. 2006. The content of Cd, Cu and Zn in carrot storage roots as related to differen-tiated nitrogen fertilization and foliar nutrition. Polish J. Environ. Stud. 15 (2a), Part II: 503–­509.

Zaccheo P., Crippa L., Di Muzio Pasta V. 2006. Ammonium nutrition as a strategy for cadmium mobilisation in the rhizosphere of sunflower. Plant Soil. 283: 43–­56.

THE EFFECT OF NITRIC FERTILIZER WITH NITRIFICATION INHIBITOR AND FOLIAR-NUTRITION ON THE CONTENT OF DRY WEIGHT, CD, CU, AND ZN IN CARROTS

In 2004–­2005, carrot ‘Kazan F1’ was cultivated in Trzciana (50°06’ N, 21°85’ E). The carrot was grown in a heavy soil containing, on average, 1.75% of organic matter, 49 mg P, 60 mg K, 72 mg Mg, 6914 mg Ca (mg·dm-3 of soil) at pHH2O 7.70. Using a split-pot method, the experiment investigated the following objects: control (without nitrogen fertilization); ni-

86

tOksycZnOŚć

trogen fertilization prior to sowing; and a top dressing in rates of 35+35, 70+70, 105+105 kg N·ha-1 applied in the form of ammonium nitrate and ENTEC-26 (a nitrogenous fertilizer with nitrification inhibitor DMPP). During the experiment, sub-blocks of plants that received foliar nutrition were distinguished from those that did not. Foliar nutrition was applied three times with the alternate using 2% urea, 1% ‘Supervit R’, and 2% urea. The nitrogen fertilization had a significant influence on the content of easily assimilable forms Cd, Cu, and Zn in the soil. This was not a significant influence on soil reaction. In comparison to the control, it was observed that objects that received the nitrogen fertilizer showed a reduced content of dry weight and an increased content of Cu. However, the nitrogen fertilization did not have an influence on the content of Cd and Zn in the carrot. The separate foliar nutrition experiment, considered along with the nitrogen fertilization of the plants, did not have a significant influ-ence on the content of dry weight and Cd, Cu, and Zn in the carrot.