Long–term Changes of the Soil Properties in Different Agroecosystems and Their Complex Infuence on Agrocenosis

Žemės ūkio veiklai naudojama žemė – tai ypatingas gamtos išteklius, be kurio žmonija negalėtų egzistuoti ir išsimaitinti. Žemės ūkio gamybai tinkamų žemių išsaugojimas yra pasaulinio masto nūdienos problema, todėl būtina numatyti racionalų žemės naudojimą, kuris užtikrintų ne tik maisto ir vandens išteklių tiekimą, bet ir laiduotų dirvožemių našumo didėjimą ir jo tvarų naudojimą ateityje Lietuvoje trūksta kompleksinių ilgalaikių mokslinių tyrimų, skirtų nustatyti, kaip tausojančios žemdirbystės sistemos įtakoja skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemių hidrofizikines, fiziko–chemines savybes, CO2 emisiją, žemės ūkio augalų šaknų išsivystymą bei augalų derlingumą. Atliktų tyrimų tikslas buvo nustatyti kontrastingo žemės dirbimo–tręšimo–augalinių liekanų panaudojimo įtaką skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemių armens ir poarmenio savybėms ilgalaikių lauko eksperimentų agroekosisitemose ir jų įtaką agroekocenozėms. Tyrimais nustatyta, kad augalinių liekanų palikimas lauke gerina dirvožemio porų pasiskirstymą, didindamas agronomiškai vertingų mezoporų kiekį ir augalams prieinamo vandens kiekį armens sluoksnyje, bei lemia didesnę CO2 emisiją nei augalines liekanas pašalinus iš lauko. Tiesioginės sėjos taikymas lemia didesnį SOC, NSum, K ir mezoporų bei augalams prieinamo vandens kiekį viršutiniame 0–10 cm armens sluoksnyje, taip pat didina CO2 emisiją ir šaknų ilgį nei taikant tradicinį žemės dirbimą. Tręšimas mineralinėmis NPK trąšomis didiną SOC ir NSum kiekį dirvožemyje bei CO2 emisijos intensyvumą ir yra esminis veiksnys didinantis žemės ūkio augalų derlingumą nei netręšiant.The land used for agricultural activities is a special natural resource without which humanity could not exist and feed itself. Conservation of land, best suited for agricultural production, is a global problem today. Therefore, already now, it is vital to envisage rational land use, which would secure not only food and water supply but also would warrant an increase in soil productivity and its sustainable use in the future. In Lithuania, there is a paucity of complex, long–term research designed to determine how sustainable agricultural systems affect hydrophysical, physico–chemical properties, CO2 efflux, root development and productivity of agricultural crops in the soils differing in texture. This study set out to determine the effects of contrasting soil tillage–fertilization–plant residue management on differently–textured soils’ topsoil and subsoil properties in the agroecosystems of long–term experiments and their impact on agroecocenoses. Research findings suggest that leaving plant residues on the soil improves soil pore–size distribution by increasing the amount of agronomically valuable mesopores and plant–available water content in the ploughlayer and determines higher CO2 efflux compared with residue removal from the soil. The application of direct drilling determines higher SOC, Ntotal and K content in the 0–10 cm topsoil layer and higher contents of mesopores and plant–available water in the topsoil layer as well as increases CO2 efflux intensity and root length compared with the conventional tillage. Mineral NPK fertilization increases SOC and Ntotal concentration in the soil and CO2 efflux intensity and is an underlying factor enhancing the productivity of agricultural crops compared with unfertilized treatments.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

The Influence of Crop Density on Spring Oilseed Rape Agrocoenosis under Different Supply of Nutrients

Magistrantūros studijų baigiamajame darbe pateikiami pasėlio tankumo poveikio augalų antžeminei bei šaknų masei vasarinių rapsų žydėjimo tarpsnyje, biologiniam sėklų derliui, sėklų cheminiai sudėčiai ir dirvožemio fermentų ureazės ir sacharazės aktyvumo tyrimo duomenys skirtingomis mitybos sąlygomis. Darbo objektas – skirtingo tankumo ir skirtingai tręšti vasarinių rapsų (Brassica napus L. ssp. oleifera annua Metzg.) ‘Sponsor’ pasėliai. Darbo metodai: Dirvožemio biologinis aktyvumas vertinamas pagal fermentų sacharazės ir ureazės aktyvumą (Čunderova, 1973). Augalų antžeminės dalies sausųjų medžiagų derlius (SM t ha-1) įvertintas rapsų žydėjimo tarpsnyje. Šaknyno tyrimai atlikti mažųjų monolitų metodu (10x10x10 cm) vasarinių rapsų žydėjimo tarpsnyje (Lapinskienė, 1993). Žalių baltymų, žalių riebalų, kalio, sieros ir gliukozinolatų kiekiai sėklose nustatyti infraraudonųjų spindulių spektrometru PSCO/ISI IBM – PC 4250 pagal duomenų bankų kalibruotes (Rimkevičienė, 2000). Tyrimų duomenys statistiškai įvertinti kiekybinių požymių dviejų veiksnių dispersinės analizės, koreliacijos ir regresijos metodais. Darbo rezultatai. Tręštame fone 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje rapsų šaknų masė formavosi didesnė negu visai augalų netręšiant, tačiau esminis augalų šaknų masės padidėjimas nustatytas tik tankiausiame rapsų pasėlyje, 10–20 cm sluoksnyte tik rečiausiame rapsų pasėlyje. Netręštame fone esmingai didžiausias sėklų derlius, lyginant su rečiausiu pasėliu, nustatytas 250,1–350 vnt. m-2 tankumo pasėlyje, tręštame fone 100,1–150 vnt. m-2 tankumo pasėlyje. Tręšimas mineralinėmis trąšomis, lyginant su jų nenaudojimu, turėjo tendenciją mažinti žalių riebalų, kalio ir sieros kiekį vasarinių rapsų sėklose, o žalių baltymų kiekį esmingai didino tik tankiausiuose (350,1–450 vnt. m-2) vasarinių rapsų pasėliuose, gliukozinolatų 100,1–350 vnt. m-2 tankumo rapsų pasėliuose. Tręštame fone stipriausias dirvožemio fermentų ureazės ir sacharazės aktyvumas nustatytas 300,1–350 vnt. m-2 tankumo pasėlyje. Tankesniuose negu 350,1 vnt. m-2 rapsų pasėliuose pastebima dirvožemio fermentų aktyvumo mažėjimo tendencija. Tręšimas mineralinėmis trąšomis, lyginant su jų nenaudojimu, turėjo tendenciją stiprinti dirvožemio fermentų aktyvumą.The current Master’s thesis presents the research results of crop density effects on plant roots and above – ground plant rape mass at the flowering stage, on biological seed yield and on chemical composition of seeds as well as data analysis of soil enzyme activity under different nutritional conditions. Object of the research – different densities and different fertilization of the spring oilseed rape (Brassica napus L. ssp. oleifera annua Metzg.) 'Sponsor' crops. Methods of the research: Soil biological activity was evaluated in reference to soil enzyme saccharase and urease activity (Čunderova, 1973). Dry matter yield of above – ground plant mass (DM t ha-1) was evaluated at the flowering stage of rape. Root mass was studied using small monolith method (10x10x10 cm) in spring oilseed rape flowering stage (Lapinskienė, 1993). The content of crude protein, crude fat, potassium and the content of sulfur and glucosinolate in seeds were set up by means of an infrared spectrometer PSCO / ISI IBM PC – 4250 in accordance with the calibrations of data banks (Rimkevičienė, 2000). The research data was statistically evaluated employing the methods of the quantitative features two-factor analysis of variance, correlation and regression. Research results: Mineral fertilization, compared with not fertilized crops, significantly increased above – ground plant mass, except for the densest rape crop. In the mineral fertilized soil layer of 0-10 cm depth the root mass of rape formed bigger than the one without fertilization, but the significantly increase (57, 7 percent) of the root mass of plants was determined only in the rape crop of the highest density, whereas considering 10-20 cm soil layer – only in the lowest density of the rape crop. In the treatments without fertilization, the highest rape seed yield compared with the lowest crop density was established at a crop density of 250.1–350 plants m-2, while in mineral treatments with fertilization – at a crop density of 100.1–150 plants m-2. Mineral fertilization, compared with not fertilized crops, tended to reduce the content of crude fat, potassium and sulfur in spring oilseed rape yield. Mineral fertilization significantly increased the content of crude protein at a crop density of 350–450 plants m-2, glucosinolate at a crop density of 100.1 – 350 plants m-2. In mineral fertilization treatments, the highest activity of soil enzyme urease and saccharase was obtained at a crop density of 300.1–350 plants m-2. With the increasing rape crop density from 350.1 to 450 plants m-2, the trend of soil enzyme activity decrease was determined. Mineral fertilization, compared with not fertilized crops, tended to increase soil enzyme activity.Žemės ūkio akademijaVytauto Didžiojo universiteta

Trend for Soil CO₂ Efflux in Grassland and Forest Land in Relation with Meteorological Conditions and Root Parameters

The key process in understanding carbon dynamics under different ecosystems is quantifying soil CO2 efflux. However, this process can change annually as it depends on environmental variables. The results of this paper present the effects of root network, soil temperature, and volumetric water content on soil CO2 efflux, which were investigated on Retisol of two types of land uses in Western Lithuania in 2017–2019: forest and grassland. It was determined that the average soil CO2 efflux in the grassland was 32% higher than in the forest land. The CO2 efflux, average across land uses, tended to increase in the following order: 2017 2 efflux increase by 14%. Soil temperature (up to 20 °C) and volumetric water content (up to 23–25%) had a positive effect on the soil CO2 efflux increase on Retisol. We established that the root’s activity plays one of the main roles in the CO2 production rate—in both land uses, the soil CO2 efflux was influenced by the root length density and the root volume

Soil Fungistasis against <i>Fusarium Graminearum</i> under Different tillage Systems

The establishment of the harmful pathogen Fusarium graminearum in different agroecosystems may strongly depend on the ability of the soils to suppress its development and survival. This study aimed to evaluate the influence of different soil tillage systems (i.e., conventional tillage, reduced tillage and no-tillage) on soil fungistasis against F. graminearum. Soil samples were collected three times during the plant growing season in 2016 and 2017 from a long-term, 20-year soil tillage experiment. The F. graminearum in the soil samples was quantified by real-time qPCR. The soil fungistasis was evaluated by the reduction in the radial growth of F. graminearum in an in vitro assay. The antagonistic activity of the soil bacteria was tested using the dual culture method. The F. graminearum DNA contents in the soils were negatively correlated with soil fungistasis (r = –0.649 *). F. graminearum growth on the unfumigated soil was reduced by 70–87% compared to the chloroform fumigated soil. After the plant vegetation renewal, the soil fungistasis intensity was higher in the conventionally tilled fields than in the no-tillage. However, no significant differences were obtained among the tillage treatments at the mid-plant growth stage and after harvesting. 23 out of 104 bacteria isolated from the soil had a moderate effect, and only 1 had a strong inhibitory effect on the growth of F. graminearum. This bacterium was assigned 100% similarity to the Bacillus amyloliquefaciens Hy7 strain (gene bank no: JN382250) according to the sequence of the 16S ribosome subunit coding gene. The results of our study suggest that the presence of F. graminearum in soil is suppressed by soil fungistasis; however, the role of tillage is influenced by other factors, such as soil biological activity, type and quantity of plant residues and environmental conditions

Transformation of Retisols properties in the Lithuania due to agrogenization

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

The effects of agrogenic transformation on soil profile morphology, organic carbon and physico-chemical properties in Retisols of Western Lithuania

The aim of this study was to determine changes in the morphological, physical and chemical properties of Retisols caused by their agrogenic transformation. The study carried out on Retisols on relatively natural and agrogenically affected land in 2016. Soil samples taken from the genetic horizons of all profiles to measure soil organic carbon, pH, hydromorphic and physical properties. Due to long-term, deep ploughing, the sequence of soil horizons in the Retisol profile had changed from O– Ah–El–ElBt to Ahp–ElBt. Intensive soil liming changed chemical properties and morphological features of Retisol. The clay and silt particles leached out of from the Ah and El horizons to the deeper layers due to illuviation and podsolization. The content of SOC in the 0–30 cm layer of the Ah horizon of agrogenically affected Retisol was 1.0%, and in the forest Retisol – 1.7%; however, forest Retisol was more acidic. Ploughing and no tillage management caused a reduction in total porosity, water holding capacity and plant available water content compared with the other land-uses. We conclude that the use of ploughless tillage on Retisol is not identical to the conditions of natural soil formation and soil fertility maintenanceLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij

Tvarus skirtingos genezės dirvožemių naudojimas

Agronomijos fakultetasLietuvos agrarinių ir mi škų mokslų centro Vėžaičių filialasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Joniškėlio bandymų stotisLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vėžaičių filialasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universiteta

Ilgalaikio įvairaus intensyvumo išteklių naudojimo poveikis skirtingos genezės dirvožemiams ir kitiems agroekosistemų komponentams (AGROTVARA)

Agronomijos fakultetasLietuvos agrarinių ir mi škų mokslų centro Vėžaičių filialasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centrasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vėžaičių filialasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Joniškėlio bandymų stotisLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutasLietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institutasVilniaus universitetasVytauto Didžiojo universiteta