Cercetari privind modificarile fizice din sol, dependente de tipul de rotatie

Cercetari privind modificarile fizice din sol, dependente de tipul de rotatie

Prin cercetari de lunga durata, s-a dovedit ca insusirile fizice ale solului, precum gradul de structurare al solului, proportia de agregate hidrostabile, porozitatea totala, porozitatea de aeratie, permeabilitatea etc. sunt influentate de speciile de plante, prin cantitatile de resturi vegetale lasate pe sol, dar si de succesiunea acestora in cadrul rotatiei culturilor, natura si cantitatile de ingrasaminte folosite.

O buna structura a solului este semnul prezentei unei cantitati mari de humus in sol. Calitatea humusului determina proportia agregatelor hidrostabile de care depinde, in ultima instanta, calitatea structurii, cunoscuta sub denumirea de 'structura stabila' sau 'structura rezistenta'.

Asupra gradului de structurare a solului, o influenta aparte are planta de cultura. Astfel, se pot deosebi plante cu actiune foarte favorabila asupra structurii solului, cum sunt amestecul de leguminoase si graminee perene, leguminoase perene (lucerna, trifoi, sparceta, ghizdei etc.), 838d34i graminee perene (raigras, timiftica, paius etc). Plante cu actiune favorabila sunt considerate plantele cu sistem radicular fasciculat, precum cerealele paioase. Plante care actioneaza in sensul degradarii structurii sunt plantele prasitoare, dintre care, sfecla are influenta cea mai rea.

Kacinskii (1963) a subliniat in cercetarile sale ca degradarea structurii solului se realizeaza in special prin lucrarile mecanice de prasit, recomandand totodata o pondere mai mica a prasitoarelor in cadrul asolamentului.

In tara noastra, Stratula si colab. (1968), in urma examinarii rezultatelor obtinute pe solul brun-roscat podzolit de la Simnic, dupa 9 ani de experimentare, a constatat ca dupa o perioada relativ scurta efectul asolamentului asupra gradului de structurare este vizibil (tabelul 2.1).

Tabelul 2.1

Table 2.1

Influenta asolamentului asupra gradului de structurare a solului la grau si porumb, in perioada 1959 - 1967, pe solul brun roscat  podzolit de la Simnic (Craiova) (dupa Stratula, 1968)

The influence of crop rotation on the soil structuration degree for the wheat and corn, between 1959 – 1967, on brown-reddish podsol at Simnic (Craiova) (after Stratula, 1968)

Din tabel se desprinde concluzia conform careia, gradul de structurare este mai mare dupa grau decat dupa porumb, in toate rotatiile. Se observa efectul favorabil al rotatiei asupra gradului de structurare, pe adancimea de 20 - 40cm. Cele mai mari valori se inregistreaza la graul dupa mazare in asolamentul de 4 ani si la porumbul dupa grau in acelasi asolament.

Pe acelasi tip de sol, Ionescu si colab. (1986), intr-o experienta de 24 de ani, a ajuns la aceeasi concluzie, in ceea ce priveste gradul de structurare al solului.

In urma cercetarilor efectuate pe solul brun - roscat de padure de la Saftica - Ilfov (Dinca, 1982) timp de 14 ani si pe cernoziomul freatic umed de la Lovrin (Ana Arfire si Cojocaru, 1977), dupa 6 ani, se subliniaza efectul pozitiv al graului, atat in monocultura cat si in rotatie, asupra ponderii agregatelor hidrostabile pe agrofond neingrasat, spre deosebire de monocultura de porumb unde s-au obtinut cele mai mici procente. In cazul ingrasamintelor chimice, procentul agregatelor hidrostabile scade, datorita inrautatirii reactiei solului, a aciditatii hidrolitice si degradarii humusului. Este de remarcat actiunea pozitiva a gunoiului de grajd asupra stabilitatii hidrice a agregatelor in ambele experiente.

Pintilie si Sin (1974), urmarind o experienta de 14 ani, ajung la concluzia exprimata mai sus, si anume efectul nefavorabil al monoculturii de porumb si soia asupra proportiei de agregate hidrostabile, comparativ cu graul. In asolamentul de 4 ani, mazarea urmata de orz, are actiunea cea mai favorabila. In aceleasi conditii de sol, Serbanescu si Dakesian (1968) au ajuns la rezultate asemanatoare, si anume, ca sub influenta prasitoarelor, procentul agregatelor hidrostabile se reduce considerabil comparativ cu cerealele paioase. Tot Serbanescu si colab. in 1969 a confirmat rezultatele obtinute anterior, si anume, proportia agregatelor hidrostabile cu diametrul intre 0,25 si 5 mm a crescut in cazul rotatiei de 2 ani (grau – porumb), fiind de 25,8%, si de 35,8% in rotatia de 4 ani (mazare – grau – porumb – orz). In monocultura de porumb proportia a fost de 20,4% si de 23,2 – 24,4% in monoculturile de soia si grau.

Alti cercetatori au studiat efectul leguminoaselor si gramineelor perene asupra structurarii solului. Astfel, Emmond (1971) in Canada, Mosolov (1953) in U.R.S.S., Roszak (1966) in Polonia, Dietrich si Drabner (1969) in Germania au constatat reducerea tasarii solului, cresterea proportiei agregatelor hidrostabile, cresterea capacitatii pentru apa a solului, imbunatatindu-se totodata si aeratia.

Miglierina si colab. (2000), intr-o regiune semiarida din Argentina, dupa 15 ani de rotatie, a constatat cresterea proportiei porilor cu diametru mai mare de 8,81μm in rotatia grau – ierburi pentru pasunat si rotatia grau – borceag (orz + trifoi, mazariche + ovaz, mazariche + triticale). Aplicarea ingrasamintelor a crescut semnificativ proportia acestor pori in monocultura de grau si rotatia grau – ierburi pentru pasunat in stratul de la suprafata, probabil datorita resturilor vegetale si sistemului radicular mai ramificat. O descrestere a proportiei porilor de dimensiuni medii (0,19 μm – 8,81μm) si a capacitatii de retinere a apei a fost observata in rotatia grau – ierburi pentru pasunat la variantele fertilizate. Porozitatea totala a fost mai mare in rotatia grau – ierburi pentru pasunat comparativ cu monocultura de grau si rotatia grau – borceag, de 50,5% spre deosebire de 46,9%, respectiv 49,4%. Porozitatea totala scade cu adancimea indiferent de rotatie sau variantele de fertilizare.

Densitatea aparenta a fost asemanatoare in toate variantele, pentru fiecare adancime, exceptie facand varianta fertilizata din rotatia grau – ierburi pentru pasunat, unde densitatea aparenta a fost mai scazuta, datorita cantitatii mari de resturi necompostate si o proportie ridicata a porilor de dimensiuni mari.

Efectul favorabil al ierburilor perene asupra procesului de structurare a solului a dus la elaborarea de catre V.R. Viliams a sistemului de agricultura cu ierburi perene.

Astfel de asolamente cu plante furajere perene raman actuale mai ales in zonele cu soluri podzolice, ale caror insusiri trebuie ameliorate, precum si in conditiile unei agriculturi irigate, in vederea mentinerii unei stari fizice bune a solului.

Asupra celorlalte insusiri ale solului, porozitatea totala, porozitatea de aeratie, permeabilitatea, greutatea volumetrica, densitatea aparenta s-au inregistrat influente pozitive ale asolamentului fata de monocultura.

Densitatea aparenta este definita de raportul dintre masa solului uscat, aflat in asezare nemodificata si volumul total al solului. Ea exprima atat porozitatea cat si compozitia sau starea de afanare (Kay si colab., 2002). Ea difera de la un sol la altul, cat si in cadrul aceluiasi tip de sol. Valorile cele mai mici ale densitatii aparente (1 – 1,2g/cm³) sunt in stratul arabil (0 – 20cm; 0 – 25cm). In stratul subarabil, de la 20 respectiv 25cm pana la 50cm, aceste valori variaza intre 1,2 – 1,5g/cm³. In orizonturile compacte, de iluviere a argilei, densitatea aparenta depaseste 1,5g/cm³ si in orizontul de gleizare ajunge la 1,8g/cm³ (Dorneanu, 1976).

In stratul arabil, de regula, se considera ca solul este prea afanat cand Da < 1g/cm³ si este prea tasat cand Da > 1,4g/cm³, densitatea peste aceste limite fiind tot mai putin favorabila plantelor de cultura (Budoi, 1996). Densitatea aparenta caracterizeaza cel mai adesea compactitatea solului si influenteaza permeabilitatea pentru apa, schimbul de gaze, cresterea radacinilor, procesele microbiologice etc. (Czy Ewa, 2004, Hamza si Anderson, 2005).

Densitatea aparenta este un indicator ale carui valori se modifica in limite restranse ca valori medii pe profil si in cursul anilor. Solul este, in general, capabil de a se reface in timp datorita proceselor fizice si biologice care au loc (Lachnicht si colab., 1997; Jaiyeoba, 2003; Osunbitan si colab., 2005; Chen, 2005; Pedrotti si colab., 2005).

Densitatea aparenta ofera indicatii asupra compozitiei solului sub aspectul proportiei dintre partea organica si partea minerala, asupra gradului de afanare sau tasare a acestuia, asupra porozitatii, a rezervei de apa, de elemente nutritive etc. (Dexter, 2004).

Densitatea aparenta influenteaza cresterea radacinilor (Scot si colab., 2005). Spre exemplu, la porumb masa radacinilor creste de la valoarea densitatii aparente de 0,9 g/cm³, iar catre valoarea de 1,4 g/cm³ scade brusc (Budoi, 1996). La o densitate aparenta optima, sporeste gradul de folosire a azotului din ingrasaminte. De exemplu, s-a constatat ca din cantitatea totala administrata, azotul a fost folosit la densitatea aparenta de 1 g/cm³ in proportie de 38%, iar la densitatea aparenta de 1,4 g/cm³ in proportie de 44% (Danilov, 1982 citat de Budoi, 1996).

Porozitatea totala scade cu adancimea si creste in rotatii cu 1,5% pe adancimea 5 - 10 cm, cu pana la 2,3% pe adancimea 15 - 20 cm, cu 2,4% pe adancimea 25 - 30 cm si de numai 0,2% pe adancimea de 35 - 40 cm.

Jitareanu si colab. (1990) in ceea ce priveste densitatea aparenta au constatat diferente mici intre cerealele paioase si prasitoare (1,34 – 1,52 g/cm³, respectiv 1,36 – 1,53 g/cm³). Diferente mult mai mari s-au inregistrat intre momentele de prelevare a probelor. Valorile densitatii aparente au fost mai reduse primavara (1,34 – 1,44 g/cm³) si mai ridicate la recoltare (1,39 – 1,53 g/cm³), ca urmare a sporirii numarului de treceri cu tractoarele si masinile agricole.

Ionescu si colab. (1986) au ajuns la concluzia ca, in rotatia de 4 ani dupa mazare, unde structura solului a fost cea mai buna, densitatea aparenta a fost cea mai scazuta, porozitatea totala si macroporozitatea au inregistrat cele mai mari cresteri, iar rezistenta la penetrare a fost cea mai redusa.

In rotatia de 2 ani, dupa porumb, densitatea aparenta a crescut cel mai mult, porozitatea totala si macroporozitatea au avut cele mai mici valori, iar rezistenta la penetrare a fost cea mai mare.

In urma analizelor efectuate, Ciontu si Gadea (2001), intr-o experienta de lunga durata de la Moara Domneasca, Ilfov, au ajuns la concluzia ca, densitatea aparenta creste de la suprafata spre adancime, iar in rotatii, densitatea aparenta prezinta valori mai mici (solul fiind mai afanat) cu 0,04 - 0,06 g/cm³ pe adancimile de la 5 - 30 cm si cu 0,01 g/cm³ pe adancimea de la 35 - 40 cm.

Gnienko (1968) in cercetarile sale a surprins efectul favorabil al asolamentului fata de monoculturile de porumb si sfecla in cazul agregatelor hidrostabile, a porozitatii totale si de aeratie si a permeabilitatii pentru apa. Greutatea volumetrica a scazut in cazul asolamentului fata de monocultura.

Conductivitatea hidraulica saturata prezinta aceeasi directie ca si porozitatea totala, crescand in cazul rotatiilor. De asemenea, rotatia culturilor mentine un sol mai permeabil pentru apa.

Eliade si colab. (1977) au determinat densitatea aparenta a solului si au relevat influenta pozitiva a rotatiei culturilor asupra reducerii tasarii solului. La monocultura de porumb s-a inregistrat cea mai mare compactare a solului, datorita in special, lucrarilor mecanice de prasit.