www.old.acta-agrophysica.org / monografie
wróć do listy monografii
 
Przestrzenna zmienność fizycznych i chemicznych właściwości gleby w skali pola i gminy
(Pobierz wersję PDF )
Bogusław Usowicz, Mieczysław Hajnos, Zofia Sokołowska, Grzegorz Józefaciuk, Grzegorz Bowanko, Jan Kossowski
Instytut Agrofizyki PAN, ul. Doświadczalna 4, skr. poczt. 201, 20-290 Lublin 27

Acta Agrophysica 103 (2004)

streszczenie:  W pracy przedstawiono wyniki analizy statystycznej i geostatystycznej oraz estymacji przestrzennych rozkładów wybranych fizycznych i chemicznych właściwości gleby na obiektach w skali pojedynczego pola uprawnego i obszaru całej gminy (na przykładzie gminy Trzebieszów).
Gmina Trzebieszów (o powierzchni 140 km2) położona jest na Równinie Łukowskiej, stanowiącej jeden z mezoregionów Niziny Południowopodlaskiej. Administracyjnie należy do powiatu łukowskiego i województwa lubelskiego. Gmina ma typowo rolniczy charakter. Grunty orne obejmują 62,3% jej powierzchni, użytki zielone (łąki i pastwiska) 18,2%, a lasy tylko 13,5%. Teren gminy jest płaski, gleby słabe, przeważnie wytworzone z piasków luźnych, słabogliniastych, naglinowych i gliniastych.
Próbki glebowe pobierane były z dwóch warstw (0-10 i 30-40 cm) w 464 punktach. Niezależnie od obszaru gminy (214 punktów próbkowań rozmieszczonych w sieci nieregularnej), obiekt badań stanowiły trzy różne pola (z punktami pomiarowymi ulokowanymi w siatce regularnej). Było to pole z uprawą mieszanki zbóż (pszenica, jęczmień, owies) o powierzchni 1,8 ha (150 punktów pomiarowych), pole z uprawą żyta o powierzchni 1 ha (50 punktów) i nieużytek o powierzchni 0,25 ha (50 punktów). Dla każdego punktu (w dwóch warstwach) został określony skład granulometryczny gleby (za pomocą metody aerometrycznej -sedymentacyjnej), zawartość materii organicznej (metodą utleniania), pH (w KCl i H2O) - potencjometrycznie oraz pojemność kationowymienna gleby (przez miareczkowanie monojonowych form wodorowych gleby). Ponadto, w przypadku poszczególnych pól uprawnych mierzona była gęstość gleby w warstwie 0-10 cm (dwukrotnie, na wiosnę i pod koniec okresu letniego), a także określany był plon ziarna na polu żyta i mieszanki zbożowej (z pomiarów w sieci kwadratów o powierzchni 1 m2). Oddzielnie dla każdego z rozpatrywanych obiektów (gmina, pola) wyznaczone zostały statystyczne parametry poszczególnych fizycznych i chemicznych właściwości gleby (także plonu), a przy użyciu metod geostatystycznych - analizowano przestrzenne zależności i zmienność w obrębie danego obiektu. Do eksperymentalnie wyznaczonych semiwariogramów dobrane zostały funkcje matematyczne, które następnie wykorzystano do estymacji rozkładu danej zmiennej w przestrzeni (w postaci map) stosując metodę krigingu.
Procentowa zawartość poszczególnych frakcji, niewielka zawartość materii organicznej, a w jakimś stopniu także właściwości chemiczne gleby, były związane z przeważającym na terenie całej gminy typem gleb (gleby piaszczyste). Średnia zawartość frakcji piasku wynosiła 55%, pyłu 32%, iłu 13%, a materii organicznej 0,7%. Odczyn gleb był kwaśny lub obojętny (średnie pH około 4,4), a średnia wartość pojemności kationowymiennej wynosiła 10 cmolˇkg-1. Jednakże, przy zachowaniu generalnie podobnych proporcji i rzędu wartości, obserwowano znaczne zróżnicowanie każdej z tych cech tak na obszarze gminy, jak i w obrębie wybranych pól. Spośród frakcji granulometrycznych największym rozrzutem wartości charakteryzowała się zawartość piasku, najmniejszym - iłu, przy czym większy rozrzut każdej z frakcji zanotowano dla obszaru gminy niż pól. Z reguły zawartość piasku w warstwie przypowierzchniowej była większa niż w podornej, a zawartość iłu odwrotnie. Na wszystkich rozpatrywanych obiektach (gmina, pola) zawartość materii organicznej była ponad 2-krotnie wyższa w warstwie powierzchniowej, pH gleby było nieco wyższe w warstwie podornej, a pojemność kationowymienna w warstwie powierzchniowej.
Przestrzenną zależność stwierdzono w przypadku wszystkich cech gleby, zarówno gdy rozpatrywano obszar gminy, pojedyncze pola, warstwę przypowierzchniową i podorną. Wykładniczy charakter zależności przestrzennej przeważał przy opisie zmiennych na obszarze gminy, natomiast sferyczny na polach. Zakresy przestrzennej zależności związane były głównie ze skalą obiektu, ale i z daną cechą.
Przeprowadzone badania mają znaczenie zarówno poznawcze jak i praktyczne. W skali gminy rozpoznano ogólny stan rozpatrywanych cech gleby, wyznaczono parametry opisujące ich zmienność przestrzenną oraz przedstawiono przestrzenny rozkład tych cech (w zarysie). W przypadku pól uprawnych, poznanie zmienności przestrzennej właściwości fizycznych i chemicznych gleby oraz zmienności przestrzennej plonu pozwoliło na określenie rzeczywistych warunków rozwoju i plonowania roślin na danym obiekcie. Tym samym, może stanowić podstawę wyodrębnienia obszarów wymagających dodatkowego wapnowania lub nawożenia, czy też opracowania zaleceń agrotechnicznych dotyczących optymalizacji zabiegów uprawowych.
słowa kluczowe: przestrzenna zmienność, skład granulometryczny, materia organiczna, pH, pojemność kationowymienna, gęstość gleby, plon, geostatystyki, gmina Trzebieszów
język oryginału: polski