Long-term effect of tillage systems, straw and green manure combinations on soil organic matter

Abstract

Per pastaruosius du dešimtmečius padidėjus dirvožemio degradacijos mastams pirmenybė teikiama toms žemės dirbimo ir dirvožemio derlingumo palaikymo priemonėms, kurios leidžia sumažinti organinės medžiagos skaidymą ir padidinti jos sankaupas dirvožemyje. Tyrimų tikslas – nustatyti įvairaus intensyvumo žemės dirbimo, šiaudų ir žaliosios trąšos derinių ilgalaikį poveikį dirvožemio organinės medžiagos kiekiui bei kokybei. Lauko eksperimentas vykdomas Aleksandro Stulginskio universiteto (anksčiau – Lietuvos žemės ūkio universiteto) Bandymų stotyje nuo 1999 m., straipsnyje pateikti 12-ais ir 14-ais tyrimų metais gauti rezultatai. Nuolatinis tręšimas šiaudais dirvožemio organinės anglies kiekį padidino 9,3 ir 12,0 %, palyginus su dirva be šiaudų. Mažiausio intensyvumo žemės dirbimo sistemos be rudeninio dirbimo (seklus ražienų įterpimas prieš sėją, seklus baltųjų garstyčių tarpinio pasėlio įterpimas prieš sėją, tiesioginė sėja į neįdirbtą ražieną), palyginus su tradiciniu arimu, dirvožemio organinės anglies kiekį padidino nuo 19,4 iki 33,9 %. Pagerėjo ir dirvožemio kokybė, nes dirvožemio organinės anglies kiekis 0–10 cm sluoksnyje, palyginus su 10–20 cm sluoksniu, padidėjo nuo 14 iki 21 %. Tręšimas šiaudais padidino dirvožemio organinės anglies sankaupas – palyginus su šiaudais netręšta dirva, nustatyta 9,3 ir 11,6 % sankaupų didėjimo tendencija. Seklus baltųjų garstyčių tarpinio pasėlio įterpimas prieš sėją ir tiesioginė sėja į neįdirbtą ražieną, palyginus su tradiciniu arimu, organinės anglies sankaupas padidino nuo 31,7 iki 33,3 % dirvoje be šiaudų ir nuo 28,9 iki 32,7 % dirvoje su šiaudais

Nowadays the priority in agriculture is given to the soil tillage systems which enable reduction of organic matter decomposition. Our investigation was aimed to assess the long-term impact of reduced intensity tillage systems, straw and green manure combinations on soil organic matter quantity and quality. Since 1999, a long-term field experiment has been done at the Experimental Station of Aleksandras Stulginskis University (former Lithuanian University of Agriculture) at 54º52′50′′ N latitude and 23º49′41′′ E longitude. The results presented in this paper were obtained in the 12th and 14th years of investigations. The soil of the experimental site is Epieutric Endocalcaric Endogleyic Planosol. Continuous long-term (12 and 14 years) straw application increased soil organic carbon (SOC) content by 9.3% and 12.0% compared with the plots without straw. Reduced tillage systems without primary tillage (shallow rotovating before sowing, catch cropping for green manure with rotovating, no-tillage) were even more effective. Compared with conventional ploughing, SOC increased by 19.4% to 33.9%. These tillage systems increased soil quality too, since SOC stratification ratio between 0–10 and 10–20 cm layers increased by 1.14 till 1.21. Reduced tillage systems with primary tillage (shallow ploughing and shallow loosening) had no effect both on SOC and stratification process in the soil. SOC pools over the experimental years tended to increase by 9.3% and 11.6% in the treatments of long-term application of straw compared with the plots without straw. Notillage and catch cropping for green manure with rotovating compared with conventional ploughing significantly increased the pools of organic carbon by 31.7% to 33.3% in the plots without straw and by 28.9% to 32.7% in the plots with straw