Фізичний стан ґрунту за різних систем землеробства на рисових полях та його вплив на продуктивність рису (Oryza sativa L.)
Анотація
На фізичний стан ґрунту впливають декілька факторів, у тому числі системи землеробства, що безпосередньо впливає на ріст рослин і продуктивність ґрунту. Вивчення фізичного стану ґрунту в різних системах землеробства допоможе управляти процесами використання ґрунту та води. Метою цього дослідження є визначення впливу системи управління рисовими полями на фізичний стан ґрунту, виявлення детермінант фізичного стану ґрунту та розробка відповідних заходів для покращення фізичного стану ґрунту. У цьому дослідженні були використані описовий, дослідницький та опитувальний підходи із застосуванням методів цілеспрямованого відбору зразків ґрунту. Результати показали, що фізичний стан ґрунту на рисових полях у підрайоні Тіртомойо був класифікований як помірно здоровий і здоровий. Відмінності в системі управління рисовими полями впливають на фізичний стан ґрунту. Органічно керовані рисові поля мають найвищий показник фізичного здоров’я ґрунту – 76,69. Напіворганічні та неорганічні рисові поля мають нижчі показники здоров’я – 71,48 та 69,11. Стійкість ґрунту до проникнення, пористість і текстура ґрунту є визначальними факторами, оскільки вони можуть покращити індикаторні умови і фізичний стан ґрунту. Можна докласти зусиль для покращення фізичного стану ґрунту шляхом внесення органічних добрив та біомаси на рисові поля. Знаючи взаємозв’язок між показниками фізичного стану ґрунту та врожайністю рису, можна сподіватися, що фермери та інші зацікавлені сторони зможуть підвищити врожайність культури за рахунок покращення фізичного стану ґрунту
Ключові слова
визначальні фактори; система землеробства; органічний вуглець; врожайність рису; проникнення в ґрунт; пористість ґрунту
[1] Agoes, H.F., Irawan, F.A., & Marlianisya, R. (2018). Interpretasi citra digital penginderaan jauh untuk pembuatan peta lahan sawah dan estimasi hasil panen padi. Jurnal INTEKNA: Informasi Teknik Dan Niaga, 18(1), 24-30. doi: 10.31961/intekna.v18i1.549.
[2] Aliero, M.M., Ismail, M.H., Alias, M.A., Alias Mohd, S., Abdullahi, S., Kalgo, S.H., & Kwaido, A.A. (2018). Assessing soil physical properties variability and their impact on vegetation using geospatial tools in Kebbi State, Nigeria. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 169, article number 012111. doi: 10.1088/17551315/169/1/012111.
[3] Arinta, K., & Lubis, I. (2018). Growth and production of some local rice cultivars of Kalimantan. Agrohorti Bulletin, 6(2), 270-280. doi: 10.29244/agrob.v6i2.18943
[4] Bacq-Labreuil, A., Crawford, J., Mooney, S.J., Neal, A.L., Akkari, E., McAuliffe, C., Zhang, X., Redmile-Gordon, M., & Ritz, K. (2018). Effects of cropping systems upon the three-dimensional architecture of soil systems are modulated by texture. Geoderma, 332, 73-83. doi: 10.1016/j.geoderma.2018.07.002.
[5] Central Bureau of Statistics. (2020). Survei Ubinan Sub Round I Tahun 2020. Retrieved from https://kobarkab. bps.go.id/news/2020/01/22/60/survei-ubinan-sub-round-i-tahun-2020.html.
[6] Central Bureau of Statistics. (2022). Kabupaten Wonogiri Dalam Angka 2022. Retrieved from https://wonogirikab. bps.go.id/publication/2022/02/25/fbe83fbd7e4125880c934b6c/kabupaten-wonogiri-dalam-angka-2022.html.
[7] Chahal, I., Hooker, D.C., Deen, B., Janovicek, K., & Van Eerd, L.L. (2021). Long-term effects of crop rotation, tillage, and fertiliser nitrogen on soil health indicators and crop productivity in a temperate climate. Soil and Tillage Research, 213, article number 105121. doi: 10.1016/j.still.2021.105121.
[8] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[9] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text
[10] Ebido, N.E., Edeh, I.G., Unagwu, B.O., Nnadi, A.L., Ozongwu, O.V., Obalum, S.E., & Igwe, C.A. (2021). Rice-husk biochar effects on organic carbon, aggregate stability and nitrogen-fertility of coarse-textured Ultisols evaluated using Celosia argentea growth. SAINS TANAH – Journal of Soil Science and Agroclimatology, 18(2), 177-187. doi: 10.20961/stjssa.v18i2.56330.
[11] Fang, H., Liu, K., Li, D., Peng, X., Zhang, W., & Zhou, H. (2021). Long-term effects of inorganic fertilisers and organic manures on the structure of a paddy soil. Soil and Tillage Research, 213, article number 105137. doi: 10.1016/j.still.2021.105137.
[12] Filho, J., dos Santos Locatelli, S., Firmino, T., Moraes, L.A.D.A., & De Melo, T.R. (2022). Evaluation of a penetration resistance model in oxisol under no-till and texture variation. Open Access Library Journal, 9, article number e9528. doi: 10.4236/oalib.1109528.
[13] Frouz, J. (2018). Effects of soil macro- and mesofauna on litter decomposition and soil organic matter stabilization. Geoderma, 332, 161-172. doi: 10.1016/j.geoderma.2017.08.039.
[14] Gao, P., Zhang, T., Lei, X-y., Cui, X-w., Lu, Y.X., Fan, P.F., Long, Sh-p., Huang, J., Gao, J-sh., Zhang, Zh-h., & Zhang, H.M. (2023). Improvement of soil fertility and rice yield after long-term application of cow manure combined with inorganic fertilisers. Journal of Integrative Agriculture, 22(7), 2221-2232. doi: 10.1016/j.jia.2023.02.037.
[15] Gerke, J. (2022). The central role of soil organic matter in soil fertility and carbon storage. Soil Systems, 6(2), article number 33. doi: 10.3390/soilsystems6020033.
[16] Goswami, S.B., Mondal, R., & Mandi, S.K. (2020). Crop residue management options in rice-rice system: A review. Archives of Agronomy and Soil Science, 66(9), 1218-1234. doi: 10.1080/03650340.2019.1661994.
[17] Guo, M. (2021). Soil health assessment and management: Recent development in science and practices. Soil Systems, 5(4), article number 61. doi: 10.3390/soilsystems5040061.
[18] He, M., Xiong, X., Wang, L., Hou, D., Bolan, N.S., Ok, Y.S., Rinklebe, J., & Tsang, D.C.W. (2021). A critical review on performance indicators for evaluating soil biota and soil health of biochar-amended soils. Journal of Hazardous Materials, 414, article number 125378. doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.125378.
[19] Holthusen, D., Brandt, A.A., Reichert, J.M., & Horn, R. (2018). Soil porosity, permeability and static and dynamic strength parameters under native forest/grassland compared to no-tillage cropping. Soil and Tillage Research, 177, 113-124. doi: 10.1016/j.still.2017.12.003
[20] Jayasekara, A., Ekanayake, S., Premarathna, M., Warnakulasooriya, D., Abeysinghe, C., & Seneviratne, G. (2022). Organic material inputs are not essential for paddy soil carbon sequestration. Environmental Challenges, 8, article number 100551. doi: 10.1016/j.envc.2022.100551.
[21] Kakar, K., Xuan, T. D., Noori, Z., Aryan, S., & Gulab, G. (2020). Effects of organic and inorganic fertiliser application on growth, yield, and grain quality of rice. Agriculture, 10(11), article number 544. doi: 10.3390/ agriculture10110544.
[22] Lehmann, J., Bossio, D.A., Kögel-Knabner, I., & Rillig, M.C. (2020). The concept and future prospects of soil health. Nature Reviews Earth and Environment, 1(10), 544-553. doi: 10.1038/s43017-020-0080-8.
[23] Lei, B., Wang, J., & Yao, H. (2022). Ecological and environmental benefits of planting green manure in paddy fields. Agriculture, 12(2), 223.
[24] Louati, F., Trabelsi, H., Jamei, M., & Taibi, S. (2018). Impact of wetting drying cycles and cracks on the permeability of compacted clay soil. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 25(4), 696-721. doi: 10.1080/19648189.2018.1541144.
[25] Moebius-Clune, B.N., Moebius-Clune, D.J., Gugino, B.K., Idowu, O.J., Schindelbeck, R.R., Ristow, A.J., Van Es, H.M., & Thies, J. E. (2017). Comprehensive assessment of soil health (Third Edition). Cornell University: United Book Prints.
[26] Mohammadi, A., Khoshnevisan, B., Venkatesh, G., & Eskandari, S. (2020). A critical review on advancement and challenges of biochar application in paddy fields: Environmental and life cycle cost analysis. Processes, 8(10), article number 1275. doi: 10.3390/pr8101275.
[27] Mujiyo, Sunarminto, B.H., Hanudin, E., Widada, J., & Syamsiyah, J. (2018). The effect of organic paddy field system to soil properties. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 122, article number 012023. doi: 10.1088/1755-1315/122/1/012023.
[28] Pahalvi, H.N., Rafiya, L., Rashid, S., Nisar, B., & Kamili, A.N. (2021). Chemical fertilisers and their impact on soil health. Microbiota and Biofertilisers, 2, 1-20. doi: 10.1007/978-3-030-61010-4_1.
[29] Puspitasari, L. (2018). Soil health evaluation to support sustainable agriculture in plantations tritis tea plantation, Kulon Progo. Jurnal Bumi Indonesia, 7(2), 1-16.
[30] Rabot, E., Wiesmeier, M., Schlüter, S., & Vogel, H.J. (2018). Soil structure as an indicator of soil functions: A review. Geoderma, 314, 122-137. doi: 10.1016/j.geoderma.2017.11.009.
[31] Rachman, L.M. (2019). Characteristic and variability of soil physical properties and evaluation of soil physical evaluation in suboptimal land. Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal, 6(1), 132-139.
[32] Salam, M.A., Sarker, M.N.I., & Sharmin, S. (2021). Do organic fertiliser impact on yield and efficiency of rice farms? Empirical evidence from Bangladesh. Heliyon, 7(8), article number E07731. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e07731.
[33] Simarmata, T., Mieke, R.S., & Herdiyantoro, D. (2020). Evaluasi Cepat Kesehatan Tanah Lahan Kering Di Lapangan. Bandung: UNPAD Press.
[34] Soil Research Institute. (2006). Retrieved form https://repository.pertanian.go.id/server/api/core/ bitstreams/0801f424-c383-4ab9-b887-f95baa010d5e/content.
[35] Supriyadi, S., Pratiwi, M.K., Minardi, S., & Prastiyaningsih, N.L. (2020). Carbon organic content under organic and conventional paddy field and its effect on biological activities (a case study in Pati Regency, Indonesia). Caraka Tani: Journal of Sustainable Agriculture, 35(1), 108-116. doi: 10.20961/carakatani.v36i2.42556.
[36] Tahat, M.M., Alananbeh, K.M., Othman, Y.A., & Leskovar, D.I. (2020). Soil health and sustainable agriculture. Sustainability (Switzerland), 12(12), article number 4859. doi: 10.3390/SU12124859.
[37] Tang, H., Xiao, X., Li, C., Tang, W., Pan, X., Cheng, K., Guo, L., Wang, K., Li, W., & Sun, G. (2020). Impact of tillage practices on soil aggregation and humic substances under double-cropping paddy field. Agronomy Journal, 112(1), 624-632. doi: 10.1002/agj2.20051.
[38] Tokova, L., Igaz, D., Horák, J., & Aydin, E. (2020). Effect of biochar application and re-application on soil bulk density, porosity, saturated hydraulic conductivity, water content and soil water availability in a silty loam haplic luvisol. Agronomy, 10(7), article number 1005. doi: 10.3390/agronomy10071005.
[39] Walkley, A.J., & Black, I.A. (1934). Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method. Soil Science, 37, 29-38.
[40] Wedhana, I.B., Idris, M.H., & Silamon, R.F. (2018). Growth analysis of eucalyptus plants (Melaleuca cajuputi sub sp. cajuputi) in protected forest areas of Malimbu Hamlet and Badung Hamlet, Malimbu Resort, West Rinjani Kphl. Jurnal Belantara, 1(1), 35-44. doi: 10.29303/jbl.v1i1.13.
[41] Williams, H., Colombi, T., & Keller, T. (2020). The influence of soil management on soil health: An on-farm study in southern Sweden. Geoderma, 360, article number 114010. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.114010.
[42] Yuniarti, A., Damayani, M., & Nur, D.M. (2019). Effects of organic fertiliser and N,P,K fertiliser on C-organic, N-total, C/N, N uptake, and yield of black rice (Oryza Sativa L. Indica) on inceptisols. Journal of Precision Agriculture, 3(2), 90-105. doi: 10.35760/jpp.2019.v3i2.2205.
[43] Zemke, J.J., Bange, U., Dellen, J., Groh, I., Henn, R.C., Pöhler, J., & Stegmann, S. (2020). Penetration resistance of laacher see-tephra andosols – evaluating rooting conditions of undisturbed and excavated forest soils in SWGermany. Forests, 11(3), article number 360. doi: 10.3390/f11030360.