Research Collection. Doctoral Thesis. ETH Library. Author(s): Maillard, André. Publication Date: 1981

Research Collection

Doctoral Thesis

Entretien de la fertilité du sol à long terme sous l'enjeu des assolements, des amendements fertilisant et des traitement herbicides

bilan comparatif des variations de quelques paramètres bio- chimico-physiques du potentiel de rendement d'un sol après cinq années d'essais

Author(s):

Maillard, André Publication Date:

1981

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https://doi.org/10.3929/ethz-a-000271321

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ETH Library

ENTRETIEN DE LA FERTILITE DU SOL ^A LONG TERME SOUS L'ENJEU DES ASSOLEMENTS, DES AMENDEMENTS FERTILISANTS ET DES TRAITEMENTS HERBICIDES

II ^- BILAN COMPARATIF DES VARIATIONS ^DE QUELQUES

PARAMÈTRES BIO-CHIMICO-PHYSIQUES

DU POTENTIEL DE RENDEMENT

D'UN

SOL

APRÈS

CINQ

ANNÉES D'ESSAIS

THESE

présentée

^{à 1'}

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE, ZURICH

pour l'obtention du

grade

^{de docteur es sciences techniques} par

ANDRE MAILLARD

Ing.agr.dipl.EPF

né le 27 décembre 1952

de Villaranon (canton ^de

Fribourg)

Acceptée

^sur

proposition

du Prof. Dr. E.R. Keller, rapporteur

du Prof. Dr. H. Sticher,

corapporteur

Zurich 1981

- 128 ^-

ZUSAMMENFASSUNG

ERHALTIJNG DER ERTRAGSFAHIGKEIT DES BODENS AUF LANGE SICHT UNTER DEiM EINFLUSS VERSCHIEDENER FRUCHTFOLGEN, DUNGUNGS- UND UNKRAUT- BEKAMPFUNGSVERFAHREN

11.

Vergleich

^der

Veranderungen

^von

biologischen,

^chanischen und

physika-

lischen Parametern des

Ertragspotentials

^eines Bodens nach funf Ver-

suchsjahren

1. V.irtschaftliche Erwagungen brachten die Bauern m den m- custnalisierten Landern dazu, Anbaumassnahmen zu treffen, die zu emer

Steigerung

der

Ertragsfahigkeit

îhrer landwirt- schaftlich genutzten Boden fuhren auch wenn sie z.T. aus

ckologischer

^{Sicht als extrem}

angesehen

^{werden. Es}

geht

ceshalb darum, sich intensiver mit der

Erhaltung

der Er¬

tragsfahigkeit

^{des Bodens auf}

lange

Sicht zu

beschaftigen.

2. I- zwei Feldversuchen kamen ne^rere extrême Anbauverfahren z_r

Anwendung,

^{um deren} Emfluss auf gewisse

biologische,

chemische und

physikalische Eigenschaften

^{des Bodens zu} untersuchen. Die

Versuchsanlage,

^ein

split split plot

^mit 6

Wiederholungen

^{umfasste die}

folgenden

Verfahren (SRZED- NICKI, KELLER und SCHWENDIMANN, 1978):

drei unterschiedliche

Fruchtfolgen,

^{wovon zwei einseiti-} ge Varianten mit einem Getreide- bzw. Kornermaisanteil von 60%;

zwei

Odngungsvarianten,

^{eme davon rem} mmeralisch, die andere

organisch-mineralisch;

zwei

Typen

^von Bodenherbiziien aus der

Gruppe

^{der Harn-} stoffderivate und der Triazmderivate mit je drei Kon- zentrationen.

Der erste Teil dièses

Forschurçsprojektes

bestand in der

Charakterisierung

^der Ausgangssituation ^{der einzelnen} Par- zellen unserer Versuche (1973). Der zweite Teil, der Haupt- bestandteil der

vorliegenden

Arbeit ist, besteht darin, eme erste Eilanz nach funf

Versuchsjahren

^{zu ziehen und}

zwar hinsichtlich eventueller

Veranderungen

einiger biolo-

gischen,

chemischen und

physikalischen

Eigenschafter ^des Ertragspotentials ^des untersuchten Bodens.

Im Verlaufe des

Stichjahres (1978)

hatten wir auf allen

Versuchsparzellen

Sommerweizen der Sorte Tano angebaut.

3. Die

wichtigsten

Resultate sind wie

folgt

zusammencefasst:

EINFLUSS DER FERB1ZIDE

Die Herbizide der Gruppe ^der Triazmderivate hatten eine bessere herbizide Wirkung ^als jene ^aus der Grupoe ^der Karnstoffderivate. Dièse Bodenherbizide haben die Zu- sammensetzung ^der Unkrautflora nicht verandert,

jedoch

die Anzahl Unkrauter derselben Art vermmdert.

Die

biologischen,

^{chemischen und}

physikalischen

Boden-

eigenschaften

zeigten ^{auch bel den} Verfahren mit der

doppelten

Konzentration keme

Veranderungen

^vor prakti- scher

Bedeutung.

^{In den Parzellen der} maisbetorten

Fruchtfolge

^{stellten wir eme leichte}

signifikante

^Ab- nahme der

C02-Abgabe

^{fest, wenn mit der}

doppelten

^Kon¬

zentration behandelt wurde.

Das Vorhandersein von Nematoden und Bodeninsekten wurde durcb die

Applikation

^von Residualherbiziden nicht be- emflusst; Unterschiede m der bodenentseuchenden Wir- kung ^{traten ebenfalls nicht auf.}

In den obersten 15 cm des Bodens konnte keine Akkumula- tion der Bodenherbizide

festgestellt

^werden (Kresse- Biotest).

Bedingt

durch die bessere selektive Wirksamkeit gegen Unkrauter, besonders gegen die Quecke

(Agropyron repens)

fuhrte der Einsatz von Bodenherbiziden zu einer besse- ren Ausnutzung ^des

Frtragspotentials

^{unseres Bodens.}

- 130 ^-

EINFLUSS DER DUNGUNG

Das Weglassen organischer

Dungemttel

^hatte

praktisch

keine negativen

Auswirkungen

^{auf die} chemischen Eigen¬

schaf ten des Bodens. Es scheint

dagegen

^eine leichte,

signifikante

Verramderung ^der Krumelstabilitat und eini- ger

biologischen Eigenschaften

^{des Bodens} eingetreten ^zu

sein.

Die

Zusammensetzung

^{der Bodenfauna aus} rauberischen und

saprobiontischen

^{Nematoden sowie aus} Bodemnsekten blieb unverandert m beider Dungungsvarianten,

abgesehen

^von der

Population pflanzenparasitischer

Nematoden

(Helico- tylenchus).

Die Weizenertrage lager ^{in den} mineralisch

gedungten

Parzellen um 4% hoher als in der

organisch-mmeralischen

Variante.

EINFLUSS DER FRUCHTFOLGE

Was die chemischen

Eigenschaften

^{des Bodens} betrifft, konnte

lediglich

^{m der}

getreide-

^und maisbetonten

Fruchtfolge

^eme

signifikante Senkung

^des

Kaligehaltes

des Bodens

festgestellt

^werden.

Die chemische

Unkrautbekampfung

^{war am}

erfolgreichsten

in den Parzellen der aisbetonten

Fruchtfolge,

besonders betrifft dies die

Bekarpfung

^{der Quecke.}

In den Parzellen der naisbetonten

Fruchtfolge

konnte eine

signifikante Verminderung

emiger

boden-biologi-

schen

Eigenschaften festgestellt

^{werden und zwar}

mfolge

der Interaktion mit der

coppelten

Konzentration der Bo- denherbizide aus der Cruppe ^der Triazinderivate,

Die

praxisubliche Fruchtfolge

^{mit zwei} Jahren Kunstwie- se wirkte sich

begunstiçend

^{auf die}

Vermehrung

^{von raur} benschen .Nematoden soMe auf die Kollembolen aus.

Die bodenentseuchende

hirkung,

beurteilt anhand der Ab- nahme von Gaeumannomyces gramins, ^{ist in} den Parzellen der

praxisublichen Fruchtfolge

^am starksten.

In dem Versuchsteil ^mit der

Anwendung

von Triazmdenva- ten ist der Weizenertrag ⁱⁿ der getreide- ^und maisbeton- ten

Fruchtfolge

^{um 34%} hoher als an der praxisublichen

Fruchtfolge.

4. Aus unseren Untersuchungen ^{uber den aktuellen Stand der Er-}

tragsfahigkeit

^{unseres Bodens konnen wir aus der kurzen} Versuchszeit

(5

Jahre)

folgende

^{Schlusse ziehen:}

Die ubertriebene

Anwendung (doppelte

Konzentration) von Bodenherbiziden aus der Gruppe ^der Harnstoffderivate und der Triazmderivate, die

Verwendung

^von Dungemitteln ^unter Ausschluss von

organischen

Dungern, ^die

Durchfuhrung

von

einseitigen

Fruchtfolgen

^{mit den} ausgewahlten ^{Varianten ha-} ben das

Ertragspotential

^unseres Bodens, gemessen ^{am Korn-} ertrag ^von Sommerweizen, bis heute noch nicht negativ ^be- einflusst.

- 132 ^-

SUMMARY

INFLUENCE OF CROP ROTATION, FERTILIZERS^AND HERBICIDE TREATMENTS ON THE MAINTENANCE OF LONG-TERM SOIL FERTILITY

II.

Comparison

of the variations in chemical,

physical

^and

biological

parameters of soil

fertility

^after fîve years of trials

1. Economical restramts

oblige

^{farmers in} industrial coun- tries to choose intensive crop management

Systems

^m order to achieve

higher productivity

^from their

agricultural

land. From the

ecological

point ^of view, scientists hâve différent opinions about the effect of thèse

farmmg

Systems ^{on the} maintenance of

long-term

^soil

fertility.

2. In two field trials, we simulated some extrême crop manage¬

ment

Systems

^to

study

^{their effects on a few} chemical,

phy¬

sical and

biological properties

^{of the soil. The} expéri¬

mental desigr ^{îs a} split split plot ^{with six} répétitions (SRZEDNICKI KELLER und SCHWENDIMANN, 1978). The follow- îng factors were studies:

Three différent crop ^rotation Systems: two of thèse were extrême for the local conditions with 60% of cereals or 60% corn

respectively.

Two

fertilizmg

Systems: ^one part ^{of the}

plots

^was treated with minerai fertilizers

(N,

P,

K) only;

^the other part ^{was treated with} both organic and minerai fertilizers.

Two différent residual herbicides: one

belongs

to the urea group; the other one

belongs

^to the triazine group. Three concentrations were used.

The first aim of this research program ^was to détermine the initial state of each

plot

ⁱⁿ the two trials

(1973).

The next

goal

which îs included m this

publication,

^was the détection of eventual modifications of chemical,

phy¬

sical and

biological parameters

^{of soil}

fertility

after

five years of experiments. During ^this control year

(1978)

ail plots ^{were sown with summer wheat}

(variety

Tano).

The most important ^{results follow:}

INFLUENCE OF HERBICIDES

The triazme herbiciaes controlled weeds better than the urea herbicides. Thèse residual herbicides did not

modify

^{the botamcal} composition, ^{but dimmished the} number of weeds of each species.

Thèse residual herbicides, ^{even at} double concentrations, had

practically

^no négative ^{effects on} Chemical,

physi-

cal ard

biological

properties ^{of the soil. One} excep¬

tion was found for the

plots

^{of the intensive corn ro¬}

tation. The double concentration of triazine caused a

significant

^{dimmutior of}

CO2

activity ^{m the soil.}

The

population

^{of re^atodes and msects m the soil did}

not appear ^to be affected ir any way. Decontammation of the soil after cortinuous

application

^{of our resi¬}

dual herbicides was =lso unaffected.

No residual accumulation of our herbicides was found in

the upper layer ^{of the soil} (0-15 cm).

Thanks to better weed control,

especially

against

quack-

grass

(Agropyron reper.s)

^{, the}

application

^{of our resi¬}

dual herbicides

perritted

^the enhancement of soil fert*-

îlity; higher

grain

yields

^{of wheat were obtained m} those

plots.

INFLUENCE OF FERTILIZI-.S

The absence of organ: fertilizers did not hâve any

significant négative

^{effect on the chemical}

properties

of the soil. The sççregate

stability

^{and some of the}

biological

properties ^{of the soil were a little lower}

in the

plots

^{treatec «ith minerai} fertilizers.

- 134 ^-

The

populations

^of

saprophytic

^and

predatory

nematodes and msects in the soil were not affected

by

^{the two} différent

fertilizmg

Systems. ^One

exception

^{was found} for the

population

^of

plant parasitical

^nematodes

(He- liocotylenchus)

^.

The grain

yield

^{of wheat was 4%}

higher

^{for the}

plots

which received minerai fertilizers

only.

INFLUENCE OF CROP ROTATIONS

We observed a

significantly

lower content of potassium

in the soil of the normal crop rotation as

compared

with both intensive cereal and corn crop ^rotations.

Chemical weed control was better in the

plots

^{of the}

corn crop rotation,

especially

against

quackgrass.

We observed

significantly

lower values of some chemical properties of the soil in the

plots

^{of the corn} crop rotation. This was due to an interaction with the double concentration of the triazine herbicides.

Normal crop rotation, which mcluded two years of

forage

crops, had a positive ^{effect on the}

multiplication

^of the

predatory

^{nematodes and of the} collemboles.

The decontamination activity ^{of the} soil, evaluated

by

the réduction of

Gaeumannomyces

gramims ^îs

higher

ⁱⁿ the

plots

^{of the normal} crop rotation.

Grain

yields

^of wheat were 34*

higher

^{in both the in¬}

tensive cereal and corn crop rotations as

compared

^with the normal crop ^{rotation in} the triazine trial.

4.

Considermg

^the grain

yields

^{of our summer} wheat, ^{we can} conclude that, m a short-term

experiment (five years),

the

exaggerated application (double

concentration) ^{of re-} sidual herbicides of the urea and triazine groups, the ab¬

sence of orvîmc fertilizers and the practice ^of

simplified

crop ^rotation did not yet

produce

any négative ^{effects on} soil

fertility

^{m our}

expérimental

field.