Rośliny okrywowe w ekologicznej uprawie warzyw w tunelach foliowych
W uprawie warzyw pod osłonami w glebie powinny być zachowane stosowane w uprawie polowej zasady następstwa roślin po sobie. W intensywnej produkcji trudno jest jednak kontrolować gospodarkę próchnicą, składnikami pokarmowymi, a także przewidzieć oddziaływanie przed- i poplonowe roślin na siebie. Pomocne w tym mogą być nawozy zielone uprawiane jako międzyplony na przyoranie lub rośliny okrywowe pozostawiane jako ściółka na powierzchni gleby. Jak wykazano w licznych badaniach prowadzonych w ośrodkach naukowych w Lublinie, Wrocławiu czy Siedlcach rośliny okrywowe przyczyniają się do wzrostu zawartości materii organicznej w glebie, poprawy jej struktury, ograniczają zachwaszczenie, występowanie chorób i szkodników, wymywanie azotanów oraz stymulują aktywność mikrobiologiczną gleby. Szczególnie wartościowe jako nawozy zielone są rośliny trawiaste oraz motylkowe, które wiążą azot atmosferyczny z powietrza wzbogacając glebę w azot. Często ich działanie plonotwórcze porównuje się do wartości nawozowej obornika, a czas pozytywnego oddziaływania biomasy na właściwości gleby i plonowanie roślin następczych określa się w warunkach polowych na kilka lat. Jak pokazują jednak wyniki doświadczeń polowych, rośliny okrywowe mogą różnie oddziaływać na plonowanie warzyw i jest to zależne zarówno od gatunku, jak i warunków glebowych i mikroklimatycznych. Do warzyw pozytywnie reagujących na uproszczenia w uprawie i rośliny okrywowe zalicza się buraki, marchew i selera. Obniżenie plonów wykazywano w przypadku uprawy kapusty, pora, pomidora i ogórka.
Metodyka doświadczeń
Znając specyfikę mikroklimatu i warunków glebowych w tunelach foliowych wykonano w Stacji Doświadczalnej Katedry Warzywnictwa i Roślin Zielarskich w Mydlnikach k. Krakowa doświadczenia z wykorzystaniem roślin okrywowych. Założono, że wykorzystanie roślin okrywowych niesie ze sobą wiele korzyści dla środowiska glebowego i dobrze wpisuje się w zasady rolnictwa ekologicznego. Głównym celem tej metody uprawy jest bowiem dbałość o podnoszenie żyzności gleby oraz rezygnacja ze stosowania chemicznych środków, zarówno w nawożeniu jak i w ochronie roślin.
W lutym 2016 r. w tunelu lekkim typu Farmer o wymiarach 5,5 m szer., 1,9 m wys. i 30 m dł. wysiano wykę kosmatą w czystym siewie i w mieszance z żytem, a w plonie głównym uprawiano cukinię (tab. 1 i 2). W standardowym tunelu STN70 wysiano natomiast peluszkę odm. Milwa w czystym siewie oraz w mieszance z owsem, a w plonie głównym uprawiano metodą ekologiczną pomidory.
Tabela 1. Terminarz prac w uprawie przedplonowej roślin okrywowych w dwóch tunelach w roku 2016
Miejsce uprawy |
Roślina okrywowa |
Termin siewu |
Norma siewu g/m2 |
System siewu i rozstawa |
Wschody |
Termin skoszenia |
Tunel lekki |
Wyka |
18.02 |
14 |
rzędy co 10 cm |
6.03 |
6.05 |
Wyka+żyto |
18.02 |
14 +10 |
rzędy co 10 cm/rzutowo |
6.03 |
6.05 |
|
Tunel STN 070 |
Peluszka |
10.02 |
25 |
rzędy co 10 cm |
10.03 |
26.04 |
Pel.+owies |
10.02 |
25 +17 |
rzędy co 10 cm/rzutowo |
10.03/1.03 |
26.04 |
Tabela 2. Terminarz prac w ekologicznej uprawie cukinii i pomidorów po uprawie roślin okrywowych w dwóch tunelach w roku 2016
Miejsce uprawy |
Gatunek, odmiana |
Termin siewu |
Termin sadzenia |
Rozstawa cm |
Okres owocowania |
Tunel lekki |
Cukinia Partenon F1 |
19.04 |
17.05 |
100x125 |
13.06-12.09 |
Tunel STN 070 |
Pomidor Country Taste F1 |
16.03 |
29.04 |
90x80 |
9.07-12.09 |
Rośliny okrywowe uprawiano przez około 2,5 miesiąca (koniec lutego-marzec-kwiecień) (fot. 1 i 2). Jako stanowisko kontrolne w doświadczeniu wytypowano nie obsianą roślinami okrywowymi powierzchnię tunelu, przykrytą czarną folią do chwili sadzenia rozsady cukinii i pomidora.
Fot. 1 Tunel STN70, po lewej stronie widoczne rośliny peluszki z owsem, po prawej – peluszka
Fot. 2 Biomasa peluszki (lewa) i wyki (prawa) w czystym siewie w chwili koszenia
Biomasę roślin okrywowych ścięto i pozostawiono w formie ściółki na powierzchni gleby w obydwu tunelach. W chwili sadzenia rozsady cukinii i pomidora rośliny okrywowe tworzyły grubą warstwę świeżej ściółki, która całkowicie okrywała powierzchnię gleby, zacieniała ją i chroniła przed utratą wilgoci (fot. 3).
Fot. 3 Ściółka z roślin okrywowych w tunelu STN70 w chwili sadzenia rozsady pomidora
Uprawa pomidora i cukinii prowadzona była według zasad rolnictwa ekologicznego. Do nawożenia przed sadzeniem rozsady zastosowano siarczan potasu w dawce 6 kg na 100 m2, a do zasilania pogłównego roślin - obornik koński (roztwór 10%) oraz preparaty: Herbagreen (roztwór 2%) i Bioilsa w dawce 30 g na jedną roślinę. Dolistnie zasilano rośliny preparatami Natural Crop oraz Fosfokal.
W początkowym okresie wzrostu cukinii i pomidora oprócz standardowych zabiegów pielęgnacyjnych usuwano pojawiające się chwasty oraz wyrastające miejscami pędy roślin owsa i żyta (fot. 4 i 5). W uprawie cukinii częstotliwość pielenia była mała, ze względu na lepsze okrycie gleby przez ściółkę (większa biomasa) oraz szybko rozwijające się liście cukinii, które wkrótce zakryły powierzchnię gleby.
W przeprowadzonych badaniach określono biomasę roślin okrywowych, jej skład chemiczny, właściwości fizyko-chemiczne gleby oraz oceniono wielkość plonu cukinii i pomidora oraz jego cechy biometryczne.
Fot. 4 Tunel STN70, uprawa pomidora na ściółce z roślin okrywowych (peluszka, peluszka+owies)
Fot. 5 Tunel lekki, uprawa cukinii na ściółce z roślin okrywowych (wyka, wyka z żytem)
Wyniki
Peluszka oraz jej mieszanka z owsem w standardowym tunelu STN70 wytworzyły biomasę wynoszącą odpowiednio: 24,9 t ś.m./ha (3,07 t s.m./ha) i 30,2 t/ha (4,17 t s.m./ha) (tab. 3). Wyka oraz jej mieszanka z żytem wytworzyły większą biomasę wynoszącą odpowiednio: 44,1 t ś.m./ha (5,6 t s.m./ha) i 34,7 t ś.m./ha (4,9 t s.m./ha).
Jak wykazały wyniki przeprowadzonych badań ilość azotu całkowitego zgromadzona w biomasie wyki w czystym siewie była najwyższa i wynosiła 252 kg N/ha (tab. 3). W biomasie peluszki w czystym siewie oznaczono 155 kg N w przeliczeniu na powierzchnię uprawy wynoszącą 1 ha (fot. 6). W przypadku mieszanek wyki z żytem i peluszki z owsem ilość zgromadzonego w biomasie azotu organicznego wynosiła odpowiednio: 173 kg N i 136 kg N/ha.
Tab. 3 Biomasa roślin okrywowych, ilość azotu w biomasie oraz zawartość substancji organicznej w glebie po uprawie (wrzesień 2016 r.) w dwóch tunelach foliowych
Miejsce uprawy |
Obiekt |
Plon św. m. t ha-1 |
Plon s. m. t ha-1 |
N w biomasie kg ha-1 |
% substancji organicznej w glebie |
Tunel lekki |
Kontrola |
- |
- |
- |
2,1 |
Wyka |
44 |
5,6 |
252 |
2,4 |
|
Wyka+żyto |
35 |
4,9 |
173 |
2,3 |
|
Tunel STN70 |
Kontrola |
- |
- |
- |
2,3 |
Peluszka |
25 |
3,1 |
155 |
2,7 |
|
Peluszka+owies |
30 |
4,2 |
136 |
4,0 |
Fot. 6 Brodawki korzeniowe na korzeniach peluszki uprawianej w tunelu STN70
Zastosowanie roślin okrywowych istotnie zwiększało zawartość węgla organicznego w glebie oraz poprawiało strukturę gleby mierzoną jej odpornością na działanie wody (wodoodporność agregatów glebowych) (tab. 4). Szczególnie istotny wzrost odnotowano w przypadku makroagregatów (gruzełków o średnicach 4,0-2,5 mm oraz 2,5 mm-1,5 mm), których zawartość w glebie decyduje o właściwych stosunkach powietrzno-wodnych.
Struktura gleby jest ważnym czynnikiem plonotwórczym. Warunkuje jej aktywność biologiczną, reguluje właściwości wodne, powietrzne i cieplne oraz umożliwia penetrację korzeni w głąb profilu glebowego. Gruzełki glebowe zwane agregatami tworzą luźne kompleksy, które dzięki porowatej strukturze zatrzymują wodę i składniki pokarmowe, oraz zapewniają dobre natlenienie gleby. Lepiszczem, które scala cząstki mineralne w glebie są: próchnica, cząstki ilaste, śluzy bakteryjne, wydzieliny fauny glebowej oraz strzępki grzybów. W tworzeniu struktury gleby ważną rolę odgrywa także fizyczne oddziaływanie rozwijających się w glebie korzeni roślin.
Tab. 4. Procentowy udział poszczególnych frakcji agregatów wodoodpornych w glebie w tunelach po uprawie roślin okrywowych
Miejsce uprawy |
Obiekt |
Średnica wodoodpornych agregatów w mm |
|||||
4.0-2.5 |
2.5-1.5 |
1.5-1.0 |
1.0-0.50 |
0.50-0.25 |
Σ 0.25-4.0 |
||
Tunel lekki |
Kontrola |
13,8 |
17,6 |
18,0 |
24,4 |
12,8 |
86,6 |
Wyka |
29,1 |
13,6 |
13,3 |
19,2 |
13,2 |
88,4 |
|
Wyka+żyto |
32,5 |
18,2 |
14,9 |
15,7 |
11,1 |
92,3 |
|
Tunel STN70 |
Kontrola |
18,5 |
13,1 |
13,2 |
24,0 |
19,7 |
87,0 |
Peluszka |
28,3 |
19,6 |
15,0 |
18,4 |
12,0 |
93,2 |
|
Peluszka+owies |
23,4 |
17,5 |
16,4 |
23,3 |
13,2 |
93,8 |
Gleba w tunelu lekkim po uprawie wyki oraz jej mieszanki z żytem charakteryzowała się wyższym odczynem (pH 7,20 i 7,24, odpowiednio) niż gleba z obiektu kontrolnego (pH 6,70) oraz dobrą zasobnością w wapń, magnez i fosfor.
W obiektach z zastosowaniem roślin okrywowych cukinia i pomidory rosły początkowo wolniej w porównaniu do kontroli. Zbiory cukinii rozpoczęły się 13.06. - najpierw w kontroli, a z roślin uprawianych na ściółkach kolejno 16.06 (ściółka - wyka) i 20.06. (ściółka - wyka z żytem).
Tabela 5.Cechy biometryczne cukinii w ekologicznej uprawie w tunelu lekkim po roślinach okrywowych
Obiekt |
Liczba liści |
Liczba kwiatów żeńskich |
Liczba kwiatów męskich |
Plon handlowy szt. m-2 |
Plon handlowy kg m-2 |
Średnia masa owocu (kg) |
Kontrola |
13,9 |
7,7 |
6,8 |
26,0 |
8,7 |
0,33 |
Wyka |
10,3 |
4,1 |
5,5 |
24,2 |
7,1 |
0,29 |
Wyka z żytem |
7,6 |
2,8 |
5,1 |
23,4 |
6,4 |
0,27 |
Początkowo rośliny kontrolne cukinii wytworzyły większą liczbę liści i kwiatów żeńskich, co wskazywało na hamujący wpływ roślin okrywowych, szczególnie z udziałem żyta. Z czasem rośliny wyrównały się we wzroście, ale większy plon uzyskano z roślin kontrolnych, odpowiednio o 18 i 27% (tab. 5).
Zbiory pomidorów rozpoczęto 9.07 (kontrola), 13.07 (nawóz zielony peluszka) i 18.07 (nawóz zielony – peluszka z owsem). Plon owoców o średnicy >4 cm był znacznie większy w kontroli niż w obiektach z zastosowaniem roślin okrywowych. W wyniku pojawienia się chorób wirusowych plon w całym tunelu był mały i wynosił kolejno 4,60 kg na m2 (kontrola), 2,46 kg/m2 (peluszka) i 2,15 kg/m2 (peluszka z owsem). Rośliny okrywowe pobierają z gleby składniki pokarmowe, w tym azot, i powodują czasowe zubożenie gleby. Nie bez znaczenia jest też oddziaływanie allelopatyczne roślin okrywowych, szczególnie negatywnie oddziaływanie żyta na cukinię.
Stosowanie roślin okrywowych w uprawie gruntowej warzyw pod osłonami stwarza różnego rodzaju trudności związane, m.in. z konkurencją o składniki pokarmowe, niekorzystnymi oddziaływaniami roślin na siebie. Jednak bardzo obiecujące wyniki dotyczące poprawy właściwości fizyko-chemicznych gleby (dodatni bilans próchnicy, poprawa struktury gleby) w tunelach foliowych po zastosowaniu roślin okrywowych skłaniają do poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie doboru gatunków roślin okrywowych, odpowiednich terminów wysiewu, na drodze dalszych badań. Działanie roślin okrywowych rozkłada się na lata następne i w perspektywie długofalowej przynosi niewątpliwe korzyści.
Iwona Domagała-Świątkiewicz, Piotr Siwek
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie