Influence of soil compaction and tillage methods on penetration resistance of soil and yields in the crop rotation system

• Autorzy: Orzech K. , Wanic M. , Zaluski D. , Stepien A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ ugniatania i metody uprawy roli na zwięzłość gleby i plonowanie roślin w zmianowaniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Changes in soil penetration resistance and yields of winter rapeseed, winter wheat and spring barley cultivated in the 3-year rotation system under the influence of soil compaction and four tillage methods were evaluated in a field experiment conducted in 2009-2012. During the stage of full emergence of winter rapeseed, at the depth of 0-10 and 10-20 cm (lots without compaction) after U-2 cultivation (subsoiler 40 cm, disk cultivator, harrowing, cultivating, sowing ploughing 20 cm), the resistance of the soil decreased significantly as compared to the plough cultivation (control lot). At the level of 20-30 cm, after conventional cultivation, significantly lower compaction of the soil was found compared to the other cultivation variants. On the compacted lots, the opposite situation was found. During the full blossom stage, in the lots without compaction, tillage increased the soil compaction significantly within the studied soil levels, compared to the reduced tillage variants. On the other hand, at the depth of 20-30 cm (lots with compaction), regardless of the reduced tillage variant, significantly higher compaction of the soil, as compared to the plough cultivation, was recorded. After rapeseed harvest, at the depth of 10 cm (lots without compaction), after U-2 cultivation, almost 2-fold increase in the value of the analysed characteristic was recorded as compared to the plough cultivation. During the wheat stem elongation stage, on the lots without and with compaction, the highest soil compaction was found at the depth of 20-30 cm after U-3 cultivation. In the lots without compacting, during the heading, the application of the ripper (U-2 cultivation) significantly decreased the compaction of soil down to 10 cm. In the 20-30 cm layer (lots with compaction), soil resistance increased, assuming the highest values after subsoiler and single ploughing. After the harvest of crops from the lots without compaction, an increase of soil compaction, as compared to the plough cultivation, was recorded after U-2 cultivation at the depth of up to 10 cm and in the 10-20 cm layer after the application of subsoiler and single ploughing. The degree of compaction and the method of soil cultivation diversified significantly the yields of the analysed cereal. Following spring barley harvest, in the lots without compaction, significantly higher soil resistance was found after applying full plough cultivation compared to the lots with compaction (depth 10-20 cm). Similar outcomes were obtained at the levels of 0-10 and 10-20 cm after U-2 cultivation (skimming, cultivator, harrow + pre-winter tillage to 25 cm) and at the depth of 20-30 cm after the application of the cultivator and performance of pre-winter tillage to the depth of 25 cm (U-3 cultivation). On the compacted lots, as compared to the lots that were not compacted, a significantly higher yield of winter rapeseed was obtained following U-3 cultivation. Postharvest cultivation using the subsoiler and pre-sowing cultivation by single ploughing decreased the winter wheat yield the most as compared to the traditional cultivation. The yield of grain from lots with soil compaction, compared to lots without compaction, was significantly higher. In the case of lots with compaction, the application of skimming, cultivator treatment and harrowing of the field after harvest of the forecrop and performance of pre-winter tillage to the depth of 25 cm (U-2 cultivation) increased spring barley yield significantly compared to the conventional cultivation.

PL

W doświadczeniu polowym, realizowanym w latach 2009-2012, oceniano zmiany zwięzłości gleby i plonowania uprawianych w 3-letnim zmianowaniu rzepaku ozimego, pszenicy ozimej i jęczmienia jarego pod wpływem ugniatania roli i 4 sposobów jej uprawy. W fazie pełni wschodów rzepaku ozimego na głębokości 0-10 i 10-20 cm (poletka bez ugniatania) uprawa U-2 (głębosz 40 cm, talerzówka, kultywator, brona, orka siewna 20 cm) istotnie zmniejszyła opór gleby, w odniesieniu do uprawy płużnej (obiekt kontrolny). W poziomie 20-30 cm po uprawie tradycyjnej stwierdzono istotnie mniejszą zwięzłość gleby w stosunku do pozostałych wariantów uprawowych. Na obiektach ugniatanych wykazano sytuację odwrotną. W fazie pełni kwitnienia na poletkach bez ugniatania w badanych poziomach gleby uprawa płużna, w odniesieniu do wariantów uproszczonych, istotnie zwiększyła zagęszczenie gleby. Z kolei na głębokości 20-30 cm (obiekty z ugniataniem), bez względu na wariant upraszczania uprawy, odnotowano istotne większą zbitości gleby, w stosunku do uprawy płużnej. Po zbiorze rzepaku na głębokości do 10 cm (poletka bez ugniatania), po uprawie U-2, odnotowano prawie 2-krotny wzrost wartości analizowanej cechy w stosunku do uprawy płużnej. W fazie strzelania w źdźbło pszenicy na obiektach bez i z ugniataniem największą zbitość gleby stwierdzono na głębokości 20-30 cm po uprawie U-3. Na poletkach bez ugniatania, w fazie kłoszenia, (poletka bez ugniatania) zastosowanie glebogryzarki (uprawa U- 2) istotnie zmniejszyło zwięzłość gleby w poziomie do 10 cm. W warstwie 20-30 cm (obiekty z ugniataniem) opór gleby wzrastał, przyjmując najwyższą wartość po głęboszu i orce razówce. Po zbiorze roślin na obiektach bez ugniatania istotny wzrost zwięzłości gleby w stosunku do uprawy płużnej odnotowano po uprawie U-2 na głębokości do 10 cm, a w warstwie 10-20 cm po zastosowaniu głębosza i orki razówki. Stopień ugniecenia i sposób roli istotnie różnicowały wydajność analizowanego zboża. Po zbiorze jęczmienia jarego, na obiektach bez ugniatania, w stosunku do poletek z ugniataniem (głębokość 10-20 cm) stwierdzono istotnie większy opór gleby po zastosowaniu pełnej uprawy płużnej. Podobne efekty uzyskano w poziomach 0-10 i 10-20 cm po uprawie U-2 (podorywka, kultywator, brona + orka przedzimowa 25 cm) oraz na głębokości 20-30 cm po zastosowaniu kultywatora i po wykonaniu orki przedzimowej na głębokość 25 cm (uprawa U-3). Na poletkach ugniatanych, w odniesieniu do nieugniatanych, odnotowano istotnie wyższą wydajność rzepaku ozimego po uprawie U-3. Uprawa pożniwna z głęboszem i przedsiewna z orką razówką najbardziej obniżyły plon pszenicy ozimej, w odniesieniu do uprawy tradycyjnej, przy czym wydajność ziarna na poletkach z ugniataniem gleby w odniesieniu do obiektów bez ugniatania była istotnie wyższa. Na obiektach z ugniataniem zastosowanie podorywki, kultywatorowania i bronowania pola po zbiorze przedplonu i wykonanie orki przedzimowej na głębokość 25 cm (uprawa U-2) istotnie zwiększyło wydajność jęczmienia jarego w stosunku do uprawy tradycyjnej.

Słowa kluczowe

EN

soil compaction; tillage method; penetration resistance; soil; yield; crop rotation system

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2016
• Tom: 23
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.661-680,ref.

Twórcy

autor

Orzech K.

• Department of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-900 Olsztyn, Poland

autor

Wanic M.

• Department of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-900 Olsztyn, Poland

autor

Zaluski D.

• Department of Plant Breeding and Seed Production, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-724 Olsztyn, Poland

autor

Stepien A.

• Department of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Plac Lodzki 3, 10-900 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• Anken T., Weisskopf P., Zihlmann U., Forrer H., Jansa J., Perhacova K., 2004. Long-term tillage systems effects under moist cool conditions in Switzerland. Soil Till. Res., 78, 171-183.
• Arvidsson J., Håkansson I., 1996. Do effects of soil compaction persist after ploughing? Results from 21 long-term field experiments in Sweden. Soil Till. Res., 39, 175-197.
• Biskupski A., Włodek S., Pabin J., 2009. The influence of differentiated tillage on selected indices of canopy architecture and yielding of crops (in Polish). Fragm. Agron., 26(4), 7-13.
• Blecharczyk A., Małecka I., Sierpowski J., 2007. Long-term effects of tillage systems on physicochemical soil properties (in Polish). Fragm. Agron., 24(1), 7-13.
• Bonari E., Mazzoncini M., Peruzzi A., 1995. Effect of conventional and minimum tillage on winter oilseed rape (Brassica napus L.) in sandy soil. Soil Till. Res., 33, 91-108.
• Boydas M.G., Turgut N., 2007. Effect of tillage implements and operating speeds on soil physical properties and wheat emergence. Turk. J. Agric. For., 31, 399-412.
• Budzyński W., Jankowski K., Szczebiot M., 2000. Effects of simplifying soil tillage and weed control on yielding and production cost of winter oilseed rape. I. Winterhardiness, weed infestation and field of winter oilseed rape (in Polish). Rośl. Oleiste, 21, 487-502.
• Camara K., Payne W., Rasmussen P., 2003. Long-term effect of tillage, nitrogen, and rainfall on winter wheat yields in the Pacific Northwest. Agron. J., 95, 828-835.
• Jankowski K., 2002. Effect of the depth of ploughing on the economic efficiency of production of winter rape oilseeds (in Polish). Fragm. Agron., 19(2), 273-284.
• Jaskulska I, Jaskulski D., Kotwica K., Piekarczyk M., Wasilewski P., 2014. Yielding of winter rapeseed depending on the forecrops and soil tillage methods (in Polish). Annales UMCS, Lublin, E, LXIX(4), 30-38.
• Jaskulski D., Kotwica K., Jaskulska I., Piekarczyk M., Osiński G., Pochylski B., 2012. Components of todayʹs tillage and crop farming systems – production and environmental effects (in Polish). Fragm. Agron., 29(3), 61-70.
• Kuc P., 2014. The influence of maize conservation tillage and mineral fertilization on selected physical properties of soil (in Polish). Fragm. Agron., 31(1), 32-43.
• Lepiarczyk A., Stępnik K., 2009. Productivity of spring barley cultivated in cereal crop rotation depending on tillage systems (in Polish). Fragm. Agron., 26(1), 59-66.
• Maillard A., Vez A., 1993. Resultats d'un essai de culture sans labourdepuis plus de 20 ans a Changins: I. Rendement des cultures, malaides et ravageurs. Revue Suisse Agric., 25(6), 327-336.
• Majchrowski P., Kordas L., Parylak D., 2007. Changes in soil environment under different soil tillage and long-term continuous cropping of winter rye (in Polish). Fragm. Agron., 1(93), 164-173.
• Majchrzak L., Skrzypczak G., 2007. Influence of reduced tillage systems for maize and cover crops on soil physical properties (in Polish). Fragm. Agron., 1(93), 174-181.
• Małecka I., Blecharczyk A., Dobrzeniecki T., 2007. Changes in soil physical and chemical properties caused by reduced tillage (in Polish). Fragm. Agron., 24(1), 182-189.
• Małecka I., Blecharczyk A., Pudełko J., 2004. Possibilities of reduced tillage for spring barley (in Polish). Acta Sci., Polonorum Agricultura, 3(2), 89-96.
• Małecka I., Blecharczyk A., Sawińska Z., Piechota T., 2014. The effect of tillage systems on aboveground biomass accumulation of spring barley and macronutrients uptake (in Polish). Fragm. Agron., 31(4), 65-74.
• Małecka I., Blecharczyk A., Sawińska Z., Piechota T., Waniorek B., 2012. Cereals field response to tillage methods (in Polish). Fragm. Agron., 29(1), 114-123.
• Małecka I., Swędrzyńska D., Blecharczyk A., Dytman-Hagedorn M., 2012. Impact of tillage systems for pea production on physical, chemical and microbiological soil properties (in Polish). Fragm. Agron., 29(4), 106-116.
• Marks M., Buczyński G., 2002. Soil degradation caused by mechanisation of field operations as well as the methods and possibilities of its prevention (in Polish). Post. NaukRol., 4, 27-39.
• Orzech K., Marks M., Dragańska E., Stępień A., 2009. Yielding of spring barley in relation to weather conditions and different methods of cultivation of average soil (in Polish). Acta Agroph., 14(1), 167-175.
• Parylak D., 2007. Soil environmental changes under the influence of simplified tillage continuous cropping of winter wheat (in Polish). Fragm. Agron., 1(93), 213-220.
• Raczkowski C.W., Mueller J.P., Busscher W.J., Bell M.C., McGraw M.L., 2012. Soil physical properties of agricultural systems in a large-scale study. Soil Till. Res., 119, 50-59.
• Romaneckas K., Sarauskis E., Pilipavicius V., Sakalauskas A., 2011. Impact of short-term ploughless tillage on soil physical properties, Winter oilseed rape seedbed formation and productivity parameters. J. Food Agric. Environ., 9, 295-299.
• Sauermann W., Holz W., 2000. ReduzierteBodenbearbeitung und BestellungzuWinterraps. Raps, 18. Jg., (3), 132-137.
• Sieling K., Christen O., 1999. Yield, N uptake and N leaching after oilseed rape grown in different crop management systems in Northern Germany. Proc. 10th Intern. Rapeseed Congress, Canberra, , 10.05.2006.
• Starczewski J., Turska E., Wielogórska G., 2007. Soil compaction as factor differentiating its physical properties in potato cultivation (in Polish). Fragm. Agron., 1(93), 241-247.
• Wesołowski M., Cierpiała R. 2011., Yield of winter wheat depending on pre-sowing tillage method (in Polish). Fragm. Agron., 28(2), 106-118.
• Włodek S., Biskupski A., Pabin J., Kaus A., 2007. Yielding of cereals and physical properties of soil under different tillage systems (in Polish). Fragm. Agron., 24(1), 262-268.