ROMNIA

MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII I INOVRII UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE I MEDICIN VETERINAR

CLUJ-NAPOCA

DEPARTAMENTUL PENTRU EDUCAIE CONTINU, NVMNT LA DISTAN I FRECVEN REDUS

Str. Mntur Nr.3-5, 400372 Cluj-Napoca, Romnia tel.+ 40-264-596.384; fax + 40-264-593.792

FACULTATEA DE AGRICULTUR SPECIALIZAREA: AGRICULTUR

ANUL IV

CURS

CARTARE AGROCHIMIC

PROF. DR. MARILENA MRGHITA

SEMESTRUL I

EDITURA AcademicPres

CLUJ-NAPOCA

2011/2012

2

CUPRINS

C A P I T O L U L pag

I. SEMESTRUL I CARTAREA AGROCHIMIC

1.I. Fertilitatea, productivitatea i calitatea solurilor:...............................................3 1.1. Generaliti , definiii, concepte;...3 1.2. Istoric al cercetrilor privind controlul fertilitii solurilor;.............................10 1.3. Organizarea, controlul i monitorizarea fertilitii solurilor.....14

2.I. Metode agrochimice de control al strii de fertilitate a solurilor:.....................15 2.1. Generaliti, definiii;........................................................................................15 2.2. Analiza solului;.................................................................................................16

2.3. Analiza plantei;.................................................................................................18

2.4. Experienele cu ngrminte i amendamente;................................................21 2.5. Curbele produciei de biomas i nomogramele agrochimice;........................22 2.6. Cartarea agrochimic........................................................................................24

3.I. Cartarea agrochimic studiul agrochimic al solurilor:....................................24 3.1. Definie, obiective;............................................................................................24 3.2. Fazele cartrii agrochimice:..............................................................................26

3.2.1. Faza pregtitoare;...................................................................................27 3.2.2. Faza de teren;.........................................................................................27

3.2.3. Faza de laborator;..................................................................................29

3.2.4. Faza de birou cartografie i ediie......................................................46 3.3. Probleme actuale n perfecionarea cartrii agrochimice n coninut i

aplicabilitate....................................................................................................58

4.I. Studii caz de utilizare a cartrii agrochimice:....................................................64 4.1. ntocmirea necesarului i programului de amendare a solurilor acide i saline-

alcalice;

4.2. ntocmirea necesarului i programului de fertilizare organic i mineral; 4.3. Studiul evoluiei pe termen durabil a fertilitii solurilor i fundamentarea

siguranei i securitii produciei vegetale i animale; 4.4. Realizarea managementului integrat al nutrienilor pentru o agricultur

durabil; 4.5. Monitoringul agrochimic parte component a monitoringului strii de calitate

a solurilor.

5.I. Realizarea studiilor i cartrilor agrochimice n rile Comunitii Europene.

Compatibilizarea activitii i msurilor agrochimice. ...................................64 SYLLABUS..........................................................................................................................................65

3

C a p i t o l u l 1

FERTILITATEA, PRODUCTIVITATEA I CALITATEA SOLURILOR

1.1. GENERALITI, DEFINIII, CONCEPTE

Solul este perceput ca un rezultat al aciunii factorilor biotici i abio-tici asupra scoarei terestre i este considerat ca un sistem polidispers care poate fi astfel apreciat numai dup acumularea materiei organice i instalarea intrinsec a organismelor vii autotrofe i heterotrofe. Ca urmare solul este un corp natural deosebit, mediu de via al plantelor i al organismelor speci-fice. Aprofundarea solului n complexitatea componentelor i nsuirilor sale i-au asigurat funcii multiple i specifice care i atribuie rolurile i funciile de mediu ecologic de via al plantelor, principalul component al ecosiste-melor terestre i cel mai important mediu de producie n agricultur i silvi-cultur. Aceste nsuiri eseniale rezult din calitatea solului de a avea o anumit capabilitate (EHWALD, 1963), capacitate (VILIAMS, 1949, 1954; D. DAVIDESCU, 1969; D. DAVIDESCU i VELICICA DAVIDESCU, 1981)) de a pune la dispoziia plantelor, permanent i simultan, substanele nutritive i apa n contextul satisfacerii i a celorlali factori de vegetaie. Aceast cali-tate i/sau capacitate de a ntreinere producia vegetal, creterea i dezvol-tarea plantelor se caracterizeaz prin termenul de fertilitate care este o nsu-ire fundamental a solului i specific acestuia att ca funcionalitate i determinan ct i etimologic i semantic. Utilizarea acestui termen n alte domenii (medicin, tiine umaniste etc.) este limitat, unilateral i nu are aceeai exprimare i sensuri atotcuprinztoare ca n cazul solului.

Fertilitatea solului poate fi definit i din alte puncte de vedere i exprimat prin intermediul factorilor determinani (fizici, chimic, biologici). Fertilitatea este nsuirea fundamental a solului, care rezult din activi-tatea vital a micropopulaiei, a rdcinilor plantelor, a enzimelor acumu-late i a proceselor chimice, generatoare de biomas, humus, sruri minerale i a substanelor biologic active. Nivelul fertilitii depinde de nivelul poten-ial al proceselor de bioacumulare i mineralizare, acestea depinznd de programul i condiiile evoluiei subsistemului ecologic i de influenele antropice (TEFANIC, 1994).

Fertilitatea fiind funcia cea mai important a solului decurge din inter-aciunea complex i dinamic a constituenilor solului (minerale primare, secundare, humus, sruri .a.) cu unele nsuiri (textur, structur etc.) i procese specifice acestuia (humificare-mineralizare, adsorbie-schimb ionic, circuit al nutrienilor etc.). Aceast funcie a fertilitii poate decurge i atribui natural unui sol sau ca rezultat al culturalizrii i unor tehnologii, fiind vorba n acest caz de o fertilitate artificial sau dobndit. Indiferent de caracterul natural sau dobndit (antropic) al acesteia, fertilitatea solului este n fond o funcie de mai muli factori (FLOREA, 2003 citat de CRCIUN i colab., 2004):

F = f(l, P, K, R)

n care: F - fertilitatea ca funcie de intrri i ieiri n sistemul deschis (func-ional) al solului; l - biomasa restituit, apa, fertilizani, ca intrri n sistem; P - proprieti i procese biochimice, ca intrri n sistem, K - pierderi din sol, consum cu recoltele, ca ieiri din sistem; R - rezerva de substane nutritive, ca prezen n sistem.

n mod concret, BOGUSLAWSKI (1965) sistematizeaz principalii fac-tori ai fertilitii solului astfel (D. DAVIDESCU i VELICICA DAVIDESCU, 1981, 1992):

4

Tabelul 1.1.

Principalii factori ai fertilitii solului (BOGUSLAWSKI, 1965)

Factori fizici Factori chimici

anorganici

Factori organici

biologici Regimul de ap

Textur Valoarea

SB i T Humusul

Reinerea i transportul apei

Structura i felul glomerulelor

pH Starea glomerular a

solului Capacitatea de ap

Porozitatea total Macroelemente Fauna solului

(ciuperci, bacterii) Apa de infiltraie

Temperatura i nclzirea solului

Microelemente CO2 Apa freatic

Eroziunea

(macro i micro) - - -

Pentru practica agricol i silvic, pentru creterea i dezvoltarea plan-telor, este important i util s se cunoasc fertilitatea efectiv sau concret dar i cea potenial care exprim i fundamenteaz nu numai capabilitatea solului de a susine viaa plantelor ci i posibilitile maxime sau capacitatea acestuia ca limit superioar a nsuirilor de a asigura un optim al tuturor factorilor i condiiilor determinante ale fertilitii.

Fertilitatea, indiferent de factorii determinani i nivelul realizat, nu se confund cu productivitatea sau capacitatea de producie a unui sol, nici cu calitatea acestuia sau cu gradul su de favorabilitate. De aceea n tiinele solului se recunosc astzi cel puin dou metode complexe de studiu i cercetare dedicate proprietilor de fertilitate i/sau favorabilitate a solului:

- n pedologie: se recurge la metodele cartrii i bonitrii terenuri-lor pentru stabilirea claselor de favorabilitate considerndu-se c productivi-tatea sau capacitatea de producie a solurilor este determinat de un complex de factori climato-edafici n care solul este cu o reprezentare parial. n con-secin favorabilitatea terenurilor i solurilor pentru folosine agricole i silvice ca i pentru diferite culturi i performane ale acestora este o noiune i msur mai larg dect cea a fertilitii. Astfel favorabilitatea n neles mai larg dect fertilitatea decurge din nivelul atins de cea din urm nsuire n cola-borare cu ali factori - climat, plante, timp i intervenii antropice (ATANASIU, 1965 citat de TEFANIC, 2006; CHIRI, 1974; TEACI, 1980, 1989);

- n agrochimie: se adopt metode specifice de control al strii de fertilitate - analiza solului, a plantei, experienele cu ngrminte, curbele de rspuns ale produciei de biomas i cartarea agrochimic, metode care ofer date suficiente mai ales cnd se realizeaz n paralel i devin utile nu numai monitorizrii strii agrochimice i a fertilitii solurilor ci i lurii unor decizii tehnice menite s menin sau s modifice favorabil fertilitatea solurilor (RUSU i colab., 2005).

n afara acestor metode sus menionate de control a strii de fertili-tate a solurilor, n funcie de conceptul pus la baza definirii acestei nsuiri calitative de baz a solului diferii autori au propus indicatori specifici de determinare, msurare i evaluare a potenialului de fertilitate al solului. Astfel s-au inclus n categoria acestor indicatori numrul de microorganisme din sol (ELIADE, 1975), cantitatea de CO2 produs de microflora din sol (STOKLASSA, 1924; HOFFMAN, 1950), activitatea enzimatic (KAPREVICI, 1951), numrul enzimatic calculat ca medie ponderat a activitilor enzimatice ce caracte-rizeaz circuitele azotului, carbonului i fosforului (BECK, 1981). n paralel cu aceste propuneri se concepe i o formul de calcul a unui Indice Biologic de apreciere a fertilitii solurilor (IBF) determinat de activitatea dehidro-genazei i catalazei, influenat de pH-ul solului (TEFANIC, 1981; ROXANA MADJARU, VELICICA DAVIDEDESCU, 2008). Tot n scopul majorrii fertili-tii poteniale a solurilor s-au propus cuantificri a 12 principale nsuiri fizice i chimice ale solului din care se aleg 10 nsuiri

5

compatibile cu condi-iile locale (factori fizici: volumul edafic util - Ve, adncimea profilului de sol - As, textura solului - Tx, scheletul solului - Ss, regimul hidric - Rh, pant - P; factori chimici: pH, raportul C/N din sol, salinitatea - S, coninutul de materie organic - H, capacitatea de schimb cationic - T, gradul de saturaie cu baze - V) (D. DAVIDESCU i VELICICA DAVIDESCU, 1992, 1999). Dup analiza solului i evaluarea fcut (interpretarea) prin note acordate fiecrui indicator (n funcie de clasa reprezentrii) autorii propun o formul de calcul a fertilitii poteniale (Fp), cu expresia:

12 n

1 i

hsxseip V T H S pH C/N P R S T A V P F

Punctajul realizat prin nsumarea notelor acordate parametrilor fizici i chimic luai n analiz i calcul exprim un Indice de evaluare a fertilitii solului dup care autorii propun aprecieri ale acestei nsuiri i restriciile care o condiioneaz (tabelul 1.2.).

Indiferent de metodele de investigare i evaluare a fertilitii solului ntruct aceasta este o nsuire ce aparine solului, att la determinrile efec-tive i actuale, dar mai ales la urmrirea evoluiei n timp a acesteia, este corect i veridic, investigarea cu nsuiri i parametri ce aparin solului i nu cei ce acioneaz n afara sistemului (NICULINA GHEORGHI, 2006).

Productivitatea solului. Multitudinea definiiilor i aprecierilor legate de fertilitatea solului care n domeniul agrochimic rmne nsuirea de baz i fundamental care exprim nivelul n care elementele nutritive i apa se asigur plantelor rmne o exprimare unilateral de aceea n ultimele decenii acestei noiuni i se altur i multe altele, care satisfac sfera agro-chimic, biologic i pedologic.

n mod firesc din punct de vedere agronomic i silvic fr o adncire analitic prin indicatori fizici, chimic i biologici, fertilitatea solului servind produciei agricole i silvice, evident c definirea acesteia se poate face prin productivitatea solului, adic prin capacitatea acestuia de a produce biomas vegetal, producii agricole i silvice. n aceast situaie evident c se accept un concept mult mai larg privind realizarea produciilor vegetale, nu numai ca efect al strii de fertilitate actual ci acestea sunt evident datorate acestei nsuiri dar care consemneaz i efectul factorilor climatici ca i a interven-iilor antropice prin tehnologii (ap de irigaie, ngrminte, nivel de meca-nizare etc.). Dup acest concept i exprimare, producia vegetal (recolta) este un rezultat final exprimat suficient prin expresia (CHIRI, 1974):

P = f(P; Sc; C; L; M; I; T)

n care: P - plantele cu specificul productiv; Sc - solul culturalizat (fertilitatea efectiv); C - climatul local;

L - lumina;

M - munca nglobat; I - investiii suplimentare: elemente nutritive, ap etc.; T - timpul

Tabelul 1.2.

Evaluarea strii generale de fertilitate potenial i restriciile ce o condiioneaz (VELICICA i D. DAVIDESCU, 1999 citai de ROXANA MADJARU i VELICICA

DAVIDESCU, 2008)

Indicele de

evaluare a

fertilitii Fp

Aprecierea

fertilitii

Restricii

nsuiri fizice nsuiri chimice

< 35 Foarte

sczut

Sol cu restricii severe i perma-nente, volum edafic foarte mic; profil puin profund, sub 30 cm; textur nisipoas, amestecat cu schelet din care peste 10%

pH foarte acid sau foarte

bazic, coninut sczut de humus i de elemente

nutritive, T foarte redus, V

6

este la suprafa; drenaj foarte rapid; uneori cu pant puternic

foarte sczut

36-45 Sczut

Sol cu restricii ce i reduc pu-ternic fertilitatea; drenaj defec-tuos, nisipos sau

argilos; volum edafic redus; profil puin pro-fund (4%), capacitate de schimb

cationic foarte ridicat

n procesul produciei vegetale, evident, se mbin efectele i inte-raciunea fertilitii solului, cu cerinele plantelor, cu tehnologiile aplicate. n consecin, producia vegetal este o consecin a fertilitii solului dar la realizarea acesteia particip i factori din afara sistemului sol-plant (CHIRI, 1974; TEFANIC i colab., 2001; FLOREA, 2003; NICULINA GHEORGHI, 2006). Dup un asemenea concept productivitatea solului se definete ca o nsuire de a produce recolte agricole i silvice i este rezultanta interaciunilor dintre fertilitatea solului, tehnologia aplicat, condiiile climatice i plantele de cul-tur (fig.1.1.).

Fig. 1.1. Factorii care determin productivitatea solului (dup NICULINA GHEORGHI, 2006)

Productivitate

a solului

producia agricol

Fertilitatea solului:

- edafonul solului: flora i fauna solului - procese vitale i enzimatice ale solului - fixarea biologic a azotului etc.

- coninutul n humus - coninutul n

substane nutritive - pH etc.

proprieti chimice:

- porozitatea solului

- gradul de aerare

- permeabilitatea

solului

- densitatea aparent

proprieti fizice:

Tehnologia agricol prin:

- lucrrile solului - protecia plantelor - fertilizare

- irigare

- msuri pedoameliorative

Planta de cultur: - potenialul biologic - rezistene induse (la

secet, ger, boli i duntori) etc.

Condiii climatice: - precipitaii - temperatur - umiditatea relativ a aerului

- radiaia solar etc.

7

Potrivit mai multor concepte, mai vechi dar i mai recente, produc-tivitatea solului sau a sistemului sol-plant, este determinat de contribuia nsuirilor multiple de fertilitate ale solului, dar decurge i ca rezultat al unor factori cosmici - climatici (energie radiant, precipitaii, temperatur .a.) i al investiiilor i muncii tehnologice alocate produciei vegetale i silvice respective. De aceea productivitatea solului este condiionat natural (prin fertilitate i clim) dar n aceeai msur, tehnico-economic i chiar social. Factorul economic i tehnologia influeneaz decisiv productivitatea solului prin produciile vegetale difereniate. n foarte multe situaii investiiile mate-riale i tehnologice egalizeaz momentan, uneori pentru mai multe cicluri de producie, solurile sub aspectul productivitii cu meniunea c pentru un sol fertil costul de producie rmne mai redus dect pentru cel cu fertilitate sczut.

Din punct de vedere practic optimizarea agrochimic i economic a sistemului sol-plant determin o valorificare superioar a productivitii solurilor, asigur producii de biomas superioare cantitativ i calitativ. S-a dedus anterior c fertilitatea solului influeneaz pozitiv productivitatea iar n condiiile optimizrii sus menionate productivitatea nu totdeauna degra-deaz starea de fertilitate aa cum normal exercit o influen unilateral datorat exploatrii uneori superintensive a solurilor.

Interesul practic i economic fiind foarte mare pentru aprecierea i exploatarea productivitii solului, trebuie luate n seam conceptele i msu-rile privind caracterul durabil al fertilitii i efectele acesteia asupra produc-tivitii dnd sens pentru practicieni pentru unele dependene directe ntre sfera fertilitii i cea a productivitii, nelegnd c totdeauna un sol fertil, bine exploatat tehnologic i economic, devine la parametri cei mai ridicai de productivitate. n acelai context, n practic trebuie instituit conceptul potrivit cruia solul se poate exploata n anumite limite date de fertilitatea natural i actual a acestuia i de meninerea acestei nsuiri la limitele opti-male ale productivitii.

n domeniul tiinific i al monitorizrii fertilitii i respectiv al pro-ductivitii este necesar delimitarea clar a celor dou nsuiri i noiuni i realizate analizele i msurtorile prin indicatori specifici fiecreia dintre acestea.

Calitatea solului: solul ndeplinete n cadrul ecosistemelor terestre funcii ecologice, industriale i tehnico-economice. Ca funcii ecologice se pot meniona cele legate de nsuirea solului de a susine fizic i nutritiv pro-ducia de biomas, n primul rnd prin nsuirea de fertilitate, de asemenea solul funcioneaz ca filtru, cu efecte de tamponare i transformare pentru factorii poluani i este factorul determinant al biodiversitii. Pe msur ce funcia ecologic a solului este diminuat i uneori puternic afectat de fac-tori restrictivi i de degradare a fertilitii se face tot mai des apel la noiunea de calitate a solurilor pentru a exprima mult mai fidel efectele n reducerea fertilitii productivitii solurilor n contextul interveniilor antropice. Aa a devenit actual efectuarea monitoringului calitii solurilor ntruct facto-rul motrice pentru folosirea solului este de ordin economic, presiunea este s se obin ct mai mult de la soluri, starea lor de calitate este din ce n ce mai degradat, impacturile antropice constituie o mare parte a cauzelor acestei stri, reaciile politice care pot fi ateptate s protejeze solurile, sunt adesea slabe, dezorganizate, contradictorii sau pur i simplu lipsesc (LOVELAND i colab., 2004 citat de CRSTEA, 2007). n acest mod prin deducie i prin multe date din literatura de specialitate noiunea de calitate a solurilor i n legtur cu aceasta instituirea activitilor de monitoring al calitii solurilor, au aprut din imperativul i utilitatea urmririi evoluiei solurilor n primul rnd a fertilitii acestora sub impact antropic.

Definirea calitii solului s-a fcut mai ales din considerentele legate de nivelul la care solul satisface cerinele omului n legtur cu utilizrile specifice ale acestuia. Totdeauna, definirea termenului de calitate a solurilor a creat controverse i confuzii (ROSITER, 1996; BOUMA, 1996; FLOREA i NINETA RIZEA, 2008). De aceea de multe ori definirea termenului de cali-tate a solului i uneori a terenului se face n relaie numai cu un anumit tip de utilizare (SYS, 1993).

n prezent se consemneaz tendina general de definire i evaluare a noiunii de calitate a solului prin considerarea proceselor fizice, chimice i biologice intercorelate ntr-un sistem integrat de

8

determinare a utilizrii solului n diferite activiti. Altfel spus, calitatea solului prin nsuirile funda-mentale ale resurselor de sol, se pune n mod necondiionat n relaie cu mediul i societatea (BRADY i WEIL, 2002) (fig.1.2.).

Trebuie ns menionat c foarte multe definiii ale calitii solurilor i altor referiri la aceast noiune au coninuturi biologice ce deriv din carac-terul determinant, dup unii autori, ai acestor factori asupra fertilitii, pro-ductivitii i calitii solurilor. Conform acestor opinii, alturi de relevana factorilor fizici i chimici asupra fertilitii i productivitii solurilor, trebuie introduse cu rol determinant i efectele factorilor biologici. Aa au fost apre-ciate efectele proceselor microbiologice din sol, ca i abundena i diversi-tatea organismelor, activitatea enzimatic .a. care integrate i uneori deter-minante ale unor procese fizice i chimice, dein efecte importante asupra fertilitii, productivitii solurilor i chiar pot determina i defini calitatea solului (CHAUSSOD, 1996; FILIP, 2001; KUBAT .a., 2001). Cele mai recente definiri ale calitii solurilor consider c aceasta se poate defini prin capa-citatea solului de a realiza funciile sale specifice care includ susinerea vieii plantelor i organismelor, regimul apei, procese chimice i biochimice spe-cifice legate de circuitul carbonului i elementelor nutritive, realizarea func-iei de suport mecanic pentru activiti economice etc. (SEYBOLD .a., 1997, citai de DIETZLER i TUGEL, 2002, dup NICULINA GHEORGHI, 2006). n paralel cu aceste definiri ale calitii solului sunt prezentate i altele care atri-buie acestei nsuiri pretabilitatea de utilizare la anumite folosine i capaci-tatea acestuia de a fi mai puin vulnerabil sau apt unor refaceri i reconstrucii dup degradare.

Dup aceast abordare a calitii solurilor decurge aprecierea c no-iunea include att fertilitatea ct i productivitatea solului (cu elementele i factorii determinani) crora li se pot aduga elementele ce exprim i msoar poluarea mediului, exprimare care ar exclude aprecierile unilaterale potrivit crora factorul biologic este determinant pentru calitatea solurilor (fig. 1.3.).

n concordan cu schimbrile radicale ale calitii solurilor unele chiar ireversibile a aprut necesitatea cunoaterii prin msurare i evaluare a factorilor determinani precum i a nivelului de degradare a solurilor prin aciunea factorilor de poluare. Astfel s-a instituit la nivel naional un sistem de monitoring prin care se realizeaz supravegherea, evaluarea, prognoza, avertizarea i intervenia operativ cu privire la starea actual a calitii solu-rilor i la tendinele de evoluie a acestuia (RU i CRSTEA, 1983).

Calitatea / Sntatea solului

Capacitatea unui sol pentru:

Susinerea sntii

umane

Susinerea productivitii vegetale i animale

Protecia calitii mediului

Protecia calitii apei

freatice i

de suprafa

Suportul

calitii i proteciei

vegetale

Suportul

calitii i proteciei animale

Sigurana i compoziia

alimentelor

Protecia calitii aerului

Rezistena solului la

eroziune

Protecia biodiver-

sitii

Fig. 1.2. Definiia i funciile calitii solului (BRADY i WEIL, 2002)

9

n Romnia activitatea de monitoring a strii de calitate de solurilor s-a orga-nizat din anul 1977 potrivit recomandrilor UNEP i Ordinului Ministrului Agriculturii nr. 111/1977 prin instituirea Sistemului de monitoring al cali-tii solurilor agricole din Romnia ca parte integrant a Sistemului Naional al Calitii Mediului nconjurtor. Din datele existente la nivel continental se percepe c exist o multitudine de scheme de monitoring al solului folo-site n rile membre ale UE unele implementate cu scop specific iar altele cu scopuri mai generale.

Fa de situaia la nivel european, n SUA i Canada se are n vedere o dezvoltare a evalurii calitii solurilor care s permit specialitilor i mai ales fermierilor s aib posibilitatea de a monitoriza singuri sau asistai evo-luia calitii solurilor sub impactul tehnologiilor. Aceste investigaii i metode ce duc la preocupri directe au inclus introducerea unor carduri de sntate a solului, a unui test de calitate i evident prin analize de laborator care n aceste ri sunt extrem de accesibile. Este important c pentru metodele men-ionate mai sus s-au introdus indicatori ce realizeaz combinaii ale proprie-tilor fizice, chimice i biologice. Indicatorii adoptai conin inclusiv termeni descriptivi pentru fiecare n parte i definesc trei niveluri de calitate a solului - bun, medie i slab (ROMIG i colab., 1996, citai dup DITZLER i TUGEL, 2002).

Lund n considerare utilitatea transferului cunotinelor despre fer-tilitate, productivitate i calitatea solurilor n domeniul definirii lor, la factorii i efectele cauzale, n sensuri unilaterale i bilaterale, n tiina solu-lui se pot defini metodele de msurare, evaluare i control ca fiind obliga-torii prin cel puin dou componente:

- componenta intrinsec a solului care devine obiectiv i msura-bil prin indicatorii fizici, chimic i biologici ai solului ce pot defini n pri-mul rnd fertilitatea i parial productivitatea i calitatea acestuia;

- componenta de favorabilitate pentru diferite utiliti, folosine agri-cole i culturi diferite care pot reuni i acorda cerinele folosinelor, cultu-rilor, cu elementele de fertilitate, interpretnd sistemul sol-plant n contextul factorilor cosmici dar i a celor intrinseci ai sistemului sol.

Aceste analize, determinri i interpretri pot oferi un set de date care interpretate corect ofer informaiile necesare cu privire la capabilita-tea solului de a forma recoltele (n structuri i nivele diferite).

Fig. 1.3. Factorii care determin calitatea solurilor (dup NICULINA GHEORGHI, 2006)

Pretabilitatea pentru anumite folosine

(agricol, silvic, de construcii etc.)

Capacitatea productiv a solului: - tehnologia aplicat - planta de cultur - condiii climatice etc.

Fertilitatea solului:

- parametri fizici

- parametri chimici

- parametri biologici

- interaciunile dintre aceti parametri etc.

Starea de poluare:

- emisii industriale

- pesticide

- petrol

- metale grele etc.

Calitatea solului

Starea sanitar a solului: - gradul de infestare cu duntori - gradul de infestare cu ageni patogeni - gradul de mburuienare

10

1.2. ISTORIC AL CERCETRILOR PRIVIND CONTROLUL FERTILITII SOLURILOR

Studiul i controlul fertilitii solurilor s-au dezvoltat aproape n paralel cu agricultura iar dintre tiine, alturi de pedologie, chimie, biochi-mie, fiziologie vegetal i matematic.

n lume: nc din primele secole ale Evului Mediu fertilitatea so-lului se aprecia mai ales empiric, eventual prin raionamente, dup mrimea recoltelor obinute pe o suprafa sau teren cultivat. Concomitent cu luarea n cultur a unor terenuri i extinderea culturii unor plante, n Europa i America, din Evul Mediu, rmn de referin unele cunotine i contribuii incipiente referitoare la studiul i aprecierea fertilitii solurilor. Se consider c pn la Palissy (1510-1589) aprecierea i msurarea fertilitii solurilor era aproape inexistent iar acesta pune la baza fertilitii solurilor gunoiul animalier i resturile organice care aplicate, restituie solurilor substanele prelevate cu recoltele. Bacon (1561-1626) caut deja principii tiinifice de studiu al fertilitii solurilor i apreciaz rolul azotatului de potasiu n cre-terea plantelor (KRISHNA, 2002). Tot n aceast perioad, Glauber (1604-1668) i Plattes (1600-1655) dau unele cunotine privind importana sru-rilor i interaciunii acestora cu materia organic n nutriia plantelor. Aceti autori leag fertilitatea solului de gunoiul animal i de salpetru.

Pn la contribuiile decisive ale lui Liebig (1803-1873) privind nu-triia mineral i legea minimului se pot meniona alte multe contribuii decisive n domeniul studiului fertilitii solurilor. Astfel Van Helmont (1577-1644) relev c apa cu componentele sale este un principal factor al creterii plantelor. Tot n aceast perioad Wallerius n Suedia (1761) acord rol primordial humusului ca substrat de cretere pentru plante. Urmeaz crono-logic descoperirea azotului(1772), oxigenului (1774) i a compoziiei apei (1781) iar Lavoisier (1775) acord un rol primordial elementelor coninute n humus ca eficiente n viaa plantelor (KRISHNA, 2002). n acest domeniu i evident ca un corolar la toate contribuiile menionate, se emite acum de ctre Albrecht Ther (1752-1828) i Johan Brger (1773-1842) teoria nutri-iei plantelor cu humus care leag potenialul de producie al solurilor de resturile vegetale introduse n sol ce i mresc fertilitatea. Aceast teorie consider c fertilitatea solului depinde numai de humus care este singura substan ce ofer hran plantelor iar substanele minerale au doar rolul de a accelera descompunerea humusului.

Ca un adevrat precursor al contribuiilor inestimabile ale lui Liebig este chimistul Carl Sprengel (1787-1859) care are meritul aprecierii c ma-teria organic nu este singura substan implicat n nutriia plantelor creia i acord o valoare nutritiv diminuat fa de srurile minerale. Tot Sprengel leag aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive de compoziia chimic a solului i clasific resursele fertilizante separnd pe cele organice de cele minerale.

n continuare se poate aprecia c Liebig (1803-1873) este unul dintre fondatorii studiului i controlului fertilitii solurilor, nu numai prin teoriile enunate ci prin fondarea Laboratorului de Chimia solului (la Universitatea din Giesen - Germania) i a unei Staiuni Experimentale (la Leipzig). n domeniul studiului fertilitii solurilor rmn posteritii de la acest om de tiin eminent teoria nutriiei minerale i legea minimului dar tot Liebig consider humusul ca surs de CO2 n sol, cu rol de aprovizionare a plantelor cu carbon, acord azotului atmosferic rolul de furnizor de N pentru plante. Tot Liebig face o corelaie ntre cerinele plantelor n elemente nutritive i coninutul acestora n cenua vegetal. Urmeaz dup aceast perioad con-tribuiile lui Lawes i Gilbert (1843) la Staiunea Agricol de la Rothamsted (Anglia) cu experimente privind efectul unor resurse fertilizante inclusiv producerea

superfosfatului.

Se remarc apoi cercetrile lui Hilgard (SUA) privind fertilitatea so-lurilor precum i ipoteza lui Pasteur (1860) n legtur cu fixarea azotului atmosferic de ctre microorganisme. Peste ocean (n SUA) se organizeaz n perioada 1867-1870 Departamentul pentru Agricultur al SUA n care ncep i

11

se consolideaz cercetrile asupra fertilitii solurilor inclusiv se abordeaz ci i metode de studiu i control al fertilitii i nutriiei plantelor.

Pn n anul 1900 se dezvolt o multitudine de cercetri dintre care unele cu aplicaii analitice privind regimul i circuitul azotului n natur (Johnson, 1875; Schloesing i Muntz, 1877; Warrington, 1879; Kjeldahl, 1883; Beijerink, 1890). Dup anul 1900 se instaureaz un secol de cercetri i expe-rimente legate de metodele de cercetare ale fertilitii solurilor mai ales sub impactul efectelor antropice (fertilizare, mecanizare, irigaii, tehnologii agri-cole diversificate) (KRISHNA, 2002). n 1923 se fac nceputurile folosirii izotopilor radioactivi n agricultur i tiina solului (Havesy). Perioada 1920-1970 este consacrat dezvoltrii i standardizrii metodologiei de laborator, a adoptrii metodelor particulare nutrienilor, n extracia i dezvoltarea aces-tora (Troug, Egner-Riehm-Domingo, Olsen, Bray, Schachtschabel, Mehlich .a.). Se introduc metodele spectrofotometrice de analiz (1927), inclusiv cea cu absorbie atomic pentru microelemente (uzual dup anul 1965). n paralel cu aceste preocupri i realizri notabile se stabilesc experimental metode (curbe, monograme) de rspuns al plantelor la aplicarea nutrienilor (MITSCHERLICH, 1909, 1923; NEUBAUER, 1932; AROUND, 1940, 1950; BAULE, 1918; SPILLMAN, 1933; LANGE, 1938; BORDEN, 1945; BAUER, 1965; BORLAN, HERA i colab., 1983; BOLLAND i BAKER, 1987; SUMMER i FARINA, 1986; SINGH i colab., 1986).

n secolul trecut, consacrat cercetrii i studiului fertilitii solurilor dup anii 1950-1955, preocuprile domeniului se leag mai stringent de diversificarea experimentelor i cercetrii datorit dezvoltrii sortimentale i creterii nivelului aplicrii ngrmintelor cu macro- i microelemente, mai ales n SUA i rile dezvoltate ale Europei. n acest context al unei chi-mizri remarcabile n unele ri, n studiile i cercetrile privind controlul fer-tilitii solurilor, se abordeaz analizele de sol i plant n scopul determinrii necesarului de nutrieni la plante pe soluri diferite, legtura intercondiional ntre aportul solului n elemente fertilizante, coninutul (acumularea) lor n plante, dozele aplicate i efectul acestora (CHAPMAN, 1965; MENGEL, KIRKBY, 1982, 1987; MENGEL, 1984; BERGMAN, 1992; BARBER, 1984;

TISDALE i colab., 1993; SMITH, 1962, 1986; JONES jr. i colab., 1991; la noi: BORLAN, HERA i colab., 1982; BORLAN i HERA, 1984; BORLAN, HERA i colab., 1994; AVARVAREI i colab., 1997; DAVID i VELICICA DAVIDESCU, 1981, 1992; VELICICA i D. DAVIDESCU, 1999 .a.).

Experienele de lung durat iniiate la Rothamsted (Anglia) de ctre J. B. LAWES (1843-1850), continuate aici de GILBERT i colab. s-au extins i n alte ri (Germania, SUA, Frana, Danemarca, Ungaria, Romnia .a.) au permis abordarea altor principii i metode n studiul i controlul fertilitii solurilor. Aa se face c dup anii 1980 n conceptele privind fertilitatea so-lurilor se instituie principiile Nutriiei Integrate a Plantelor care determin o utilizare mai productiv a nutrienilor n contextul unor factori de potenare, precum i unele principii ce vizeaz o evoluie durabil a fertilitii solurilor chiar cu posibiliti multiple de extrapolare sau simulare a modificrilor ca-litative a solurilor i culturilor agricole i horticole. n acelai context al stu-diului fertilitii solului se instituie abordri i modele determinante n crete-rea eficienei nutrienilor, n minimalizarea pierderilor acestora din sistemul sol-plant i a prevenirii polurii solurilor, produselor i apelor. De asemenea aceste preocupri conduc i la evaluarea meninerii nutrienilor n ecosisteme prin genotipuri adaptate i capabile de o valorificare superioar a elementelor fertilizante. Se extinde cu succes Agricultura de precizie care prin folosirea GIS (Geographic Information System) i GPS (Geo Positional System) confer fertilizrii caracterul aplicrii de precizie, n conformitate cu indi-catorii i factorii de msurare i exprimare a fertilitii solurilor (BEYER, 1992; BEYER i colab., 1993; BEYER , 2002; KACHANOVSCKI i colab., 1996; STAFFORD, 1997; DIELS i colab., 1996; MOORE i colab., 1993).

n baza cunoaterii indicatorilor fertilitii solurilor, agrochimia mo-dern, a acestui nceput de secol, poate realiza i implementa un management real i eficient al nutrienilor n sistemul sol-plant, cu detalii de echilibru i protecie a ecosistemelor, cu msuri eficiente de cretere pe termen durabil a fertilitii solurilor i a sporirii cantitative i calitative a produciilor de bio-mas.

n Romnia: Dei sunt nenumrate mrturii ale practicrii agricul-turii, cu multe referiri la meteugul lucrrii pmntului, primele studii tiinifice referitoare la solurile din ara noastr le-a

12

lsat Ion Ionescu de la Brad (1818-1891) prin cele 3 monografii privind agricultura jud. Dorohoi, Mehedini i Putna. Tot de la acest om de tiin agronomic ne-a rmas refe-rirea privind importana ngrrilor chimice singure sau asociate cu ble-garul care ntrein sau sporesc putina pmntului de a produce recolte mari.

ntemeietorul cercetrii tiinifice moderne din agricultur i creator de coal agronomic, GH. IONESCU-IETI (184-1967) a fost promotorul i iniiatorul dezvoltrii tiinei solului n Romnia care n Institutul de Cer-cetri Agronomice al Romniei (fondat n 1927) a susinut colectivul de chi-mia solului ilustrat de TEODOR SAIDEL, DAVID DAVIDESCU i GH. PAVLOVSCHI. n paralel n alte instituii de nvmnt i cercetare s-au afirmat cu rang de pionierat ali ilutri reprezentani ai tiinei solului din ara noastr - GH. MUNTEANU-MURGOCI, P. ENCULESCU, E. PROTOPOPESCU-PACHE, apoi N. CERNESCU, N. BUCUR, C. CHIRI .a.

Prima ncercare de a elabora un tratat de chimie agricol este datorat lui HARALAMBIE VASILIU (1880-1953) care, din proiectul celor patru volume, a realizat parial numai Studiul substanelor chimice din corpul plantelor i animalelor (vol. I, 1937) i Teoria nutriiei plantelor agricole (vol. II, 1940).

Ulterior, fondatorul Agrochimiei ca disciplin de baz n nvmn-tul agricol i horticol, Acad. DAVID DAVIDESCU (1916-2004) realizeaz pri-mul Tratat de Agrochimie (1956), reeditat i revizuit n trei ediii iar n cola-borare cu VELICICA DAVIDESCU i ali colaboratori, mbogete cu peste 20.000 pagini scrise bibliografia agrochimiei. n acelai context bibliografic de referin n domeniul agrochimiei i studiul fertilitii solurilor se nca-dreaz, la nivel de excelen i relevan pentru diseminare n practica labo-ratoarelor de agrochimie i producia aplicrii ngrmintelor lucrrile ela-borate de Dr. Docent ZENOVIU BORLAN (1933-2004) i Acad. CRISTIAN HERA care valorific la nivel remarcabil rezultatele experienelor cu ngr-minte i promoveaz principii i concepte ale dependenei efectului ferti-lizanilor de indicii agrochimici ai sistemului sol-plant. Autorii menionai susin i dovedesc efectul optimizrii agrochimice a sistemului sol-plant n productivitatea solurilor i culturilor. Acest colectiv - CR. HERA i Z. BORLAN - a conceput, promovat i coordonat experienele de lung durat cu ngr-minte care rspund multianual la problemele legate de efectul interaciunii nutrienilor i de evoluia fertilitii solurilor sub impactul antropic.

ntre contribuiile utile domeniului Agrochimiei se nscriu i publica-iile sau manualele didactice realizate sau coordonate de GRIGORE COCULESCU (la ICCPT Fundulea), DAVID DAVIDESCU (1981), GH.

LIXANDRU (1990), I. AVARVAREI (1997), VELICICA i DAVID DAVIDESCU (1999), ROMULUS MOCANU (2003), MIRCEA GOIAN (1998), M. RUSU (2005), Gh. BUDOI (2001), lucrrile elaborate de M. DUMITRU n publicaiile CIEC (2000-2008) .a.

Activitatea de studii (cartri) agrochimice n teritorii are o tradiie n ara noastr de aproximativ 50-60 de ani, cu parcurgerea evolutiv a mai multor perioade/etape, fiecare cu specific profesional i perfecionist:

- n perioada 1953-1956: la Ministerul Agriculturii (DGOTA) se nfiineaz Serviciul de Cartare i Analize de Sol n care s-au implicat cu activitate de pionierat i organizatoric GH. TIMARIU i D. TEACI;

- n perioada 1956-1959: la instituia sus menionat se pune pro-blema cartrilor i analizelor agrochimice n teritorii, prin nfiinarea celor cinci laboratoare zonale - Timioara, Cluj, Bucureti, Iai, Craiova. n lipsa unei metodologii specifice de lucru (n bun parte importat din RDG) executarea analizelor de sol se realiza n laboratoarele ICAR-ului (sub coor-donarea lui H. Sluanschi);

- n perioada 1961-1969: se consemneaz nfiinarea altor laboratoare n ar dar i a Laboratorului de Metodic Agrochimic din ICCPT Fundulea (cu activitate de pionierat din partea Dr. Docent ZENOVIU BORLAN i ulterior pentru metodica analitic la plante prin Dr. C. CARAMETE).

Aceast perioad care consemneaz fondarea unei coli agrochimice chimice autohton i tradiia n domeniu, se poate caracteriza prin:

- pionierat analitic la sol-plant i amplasarea unor cmpuri experi-mentale cu ngrminte i amendamente;

13

- dotarea cu aparatur de laborator, la nivelul existent n domeniu (de regul importat din RDG);

- preluarea metodicii de laborator, mai ales din Germania, inclusiv a limitelor de interpretare

agrochimic dup realizrile din Europa de Vest sau a celei recomandate de autorii metodologiei respective;

- se fac primele interpretri agrochimice adaptate solurilor din Romnia, pe baza experienelor staionare;

- se amplaseaz experienele de lung durat de tip NP, NPK, organo-minerale i amendamente, n reeaua ICCA, ASAS-ICCPT i unele OSPA (iniiate i coordonate de CR. HERA, Z. BORLAN, cu titularii laboratoarelor de specialitate din unitile respective);

- n perioada 1970-1990: cu data de 1 iulie 1970 se nfiineaz Labo-ratoarele judeene de Agrochimie i Pedologie (devenite OSPA) prin coma-sarea laboratoarelor de Agrochimie din reeaua ICCA (ASAS) cu Labora-toarele de analize de sol i pedologie de la DRIFOT-urile judeene, din sub-ordinea Ministerului Agriculturii i cu ndrumare metodologic i tehnic din partea unitilor de cercetare. n aceast perioad se nfiineaz Institutul de Cercetri i Studii Pedologice devenit ulterior ICPA i n prezent INCDPAPM ca principal for tiinific de coordonare metodologic i tehnic a Laboratoarelor de Agrochimie i Pedologie (OSPA) judeene.

n anul 1981, Institutul de Cercetri pentru Pedologie i Agrochimie (ICPA) elaboreaz pentru activitatea de Agrochimie din OSPA urmtoarele.

- Instruciuni privind executarea studiilor agrochimice (vol. I - Stu-diul agrochimic; vol. II - Poluarea solului; vol. III - Tabele i nomograme agrochimice (cu Redactori coordonatori: Z. BORLAN, C. RU, CR. HERA);

- Metode de analiz agrochimic a solurilor n vederea stabilirii necesarului de amendamente i ngrminte (cu Redactori coordonatori: Z. BORLAN, C. RU); vol. I Metode de analiz chimic a solului (Respon-sabil: ELENA STOICA); vol. II Semnificaia practic a datelor analizei agro-chimice a solului (Responsabil: MARGARETA HANDRA).

Dup anul 1970 se deruleaz n toate laboratoarele judeene (OSPA) metodologia recomandat i implementat de ICP i ICPA, ceea ce constituie n aceste uniti teritoriale cadrul legal, metodologic, tehnic i organizatoric al activitii de agrochimie.

Perioada de dup 1970 constituie pn n anul 1990 o veritabil reac-tivare i stabilizare a activitii de cartri (studii) agrochimice, consolidarea i fundamentarea tiinific a specificitii studiilor (prin aport ICPA dar i propriu, al sectoarelor de cercetare din unele OSPA - Timi, Alba, Suceava, Bucureti, Bacu, Oradea). Activitatea cu caracter profesional-tiinific a fost finalizat i valorificat de OSPA n activiti practice de amendare i fertilizare n uniti productive din zona de influen, n activitile de repar-tizare a ngrmintelor, n lucrri specifice pe solurile din zonele poluate etc. Din punct de vedere al probitii i calitii activitii de Agrochimie din OSPA pentru perioada 1970-1990 se pot deduce urmtoarele aspecte:

- s-au elaborat de ctre ICPA i aplicat de OSPA metodologiile i instruciunile de executare a studiilor (cartrilor) agrochimice n teritorii, aciunile realizndu-se la nivel naional;

- metodica agrochimic aplicat n laboratoarele de analiz s-a adap-tat, s-a prelucrat i mai ales s-a elaborat dup rezultatele din experienele de lung durat i altele staionare din reeaua ASAS-ICCPT i OSPA;

- limitele de interpretare a analizelor de sol n scopul stabilirii claselor de reacie i aprovizionare cu elemente nutritive i al practicii amendrii i fertilizrii s-au aplicat n mod unitar n toate studiile elaborate la nivel local, judeean i naional;

- s-au instituit cu adevrat bnci de date i sisteme informaionale la ICPA i OSPA judeene prin care s-a elaborat ca activitate specific perma-nent Monitoringul agrochimic al solurilor parte integrant a Monitorin-gului strii de calitate a solurilor ce se realizeaz prin INCDPAPM la nivel naional;

14

- datele agrochimice existente i colectate pn n anul 1990, cuprinse n studii (cartri) la nivel teritorial nc mai pot fi studiate i prelucrate n vederea utilizrii lor practice n fertilizare i studiul evoluiei fertilitii solu-rilor;

- s-a remarcat, fr rezerve, n domeniul OSPA sub ndrumarea ICPA, o cretere profesional a specialitilor implicai n realizarea studiilor agro-chimice i dobndirea unui nivel remarcabil de probitate profesional n domeniu.

- dup anul 1990: se constat o activitate n regres privind cantitativ realizarea studiilor (cartrilor) agrochimice. Acest regres arat suprafee mai reduse cartate agrochimic, numr mai mic de probe analizate i chiar o redu-cere a diversitii analizelor.

La acest regres cantitativ al activitii de studii (cartri) agrochimice contribuie uneori lipsa resurselor economice a potenialilor beneficiari dar i a ignoranei dovedit de factori implicai sau beneficiari n abordarea com-plex a fertilitii solurilor care trebuie s dobndeasc un caracter obligat durabil i productiv. Este necesar deci dobndirea, pentru cei ce fac agri-cultur i horticultur, a unei mentaliti consolidate n abordarea tiinific i practic a exploatrii solului.

n aceast etap utilitatea studiilor agrochimice se regsete n acti-vitatea de realizare i implementare a monitoringului agrochimic n cel al calitii solurilor i evident s fac fa cerinelor ce pot determina eventualii beneficiari la abordarea i realizarea unor studii cu obiective diferite (dimen-sionarea dozelor de ngrminte i amendamente, dereglri de nutriie cu cauzalitate natural sau antropic, poluarea solurilor i produselor vegetale etc.).

Evident c aderarea rii noastre la CE implic mai mult exigena pentru calitatea acestor lucrri, compatibilizarea mcar parial cu aceeai activitate din unele ri comunitare cu o experien mai mare n domeniu mai cu seam pentru lucrrile de cartri agrochimice ce se realizeaz pentru investiii cu fonduri europene (plantaii de pomi fructiferi, vii, sere etc.).

1.3. ORGANIZAREA CONTROLULUI I MONITORIZRII FERTILITII SOLURILOR

Monitoringul agrochimic al solurilor este organizat de ICDPAPM, oficializat prin ordin al MA

din anul 1977 i face parte integrant din Moni-toringul strii de calitate a solurilor. n Monitoringul agrochimic al solurilor pe baza analizelor efectuate prin cartri (studii)

agrochimice n care se determin starea reaciei (pH-ul), coninutul de N (dup IN), cel de fosfor i de potasiu n forme mobile, se rea-lizeaz dup un model de raport situaia agrochimic la nivel judeean i na-ional privind indicatorii respectivi. Datele de monitoring sistematizate i raportate servesc organizaiilor i factorilor de decizie n luarea unor msuri de ameliorare a strii de fertilitate a solurilor prin msuri agrochimice (amen-dare, fertilizare organic i mineral) precum i n luarea unor decizii de investiii sau redresri i reconstrucii ecologice.

Monitoringul agrochimic al solurilor se realizeaz anual odat cu cel al strii de calitate al solurilor.

Titularul realizrii celor dou lucrri de monitoring, cel al calitii i cel agrochimic, este Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie i Protecia Mediului care la nivelul judeean reali-zeaz lucrrile respective prin Oficiile pentru Studii Pedologice i Agrochi-mice din teritoriu.

15

C a p i t o l u l 2

METODE AGROCHIMICE DE CONTROL AL STRII DE FERTILITATE A SOLURILOR

2.1. GENERALITI

Odat cu instaurarea percepiei c fertilitatea solului este o rezultant a unor interaciuni complexe ntre factori chimici, biologici i fizici ai solu-lui, evaluarea acestor indicatori n parte i n paralel sau n comun reuete s defineasc n bun msur aceast nsuire de baz a solului.

Privind analitic i retrospectiv metodele agrochimice de evaluare a fertilitii solurilor care au cunoscut o evoluie i eficien n sporirea ferti-litii, acestea au rspuns iniial n valorificarea potenialului de fertilitate i obinerea unui surplus cantitativ de produse consumabile i hran, ulterior s-a trecut la interpretarea i valorificarea acestei nsuiri i n obinerea unor avantaje calitative i de valorificare a produselor vegetale. n ultimii ani fer-tilitatea se leag tot mai mult i de calitatea mediului, de caracterul durabil i/sau sustenabil al acesteia i de determinarea unor efecte ct mai reduse de degradare a mediului. n aceste context producia vegetal obinut n condi-iile sporirii fertilitii este cantitativ i calitativ superioar, asigur siguran alimentar consumatorilor i o optimizare a componentelor agrosistemelor (REUTER i ROBINSON, 1997; DALAL i RAO, 2002; SINGH, 2002).

n concept modern sistemele actuale de evaluare i control a fertili-tii solurilor trebuie s determine realizarea unui management al fertilitii pe termen lung n care se implic regimul i disponibilitatea nutrienilor cu procesele determinante ale utilizrii lor productive i reducerea pierderilor din sistem, n condiii de eficien economic i minimalizarea efectelor de degradare a mediului. Adiacent acestui management se realizeaz o calitate a solului, apei i aerului (HODGKIN i HAMILTON, 1993; SAHRAWAT i KEENY, 1986; SIMS, 1999; VELICICA i DAVID DAVIDESCU, 1999; BLACK, 1993; HAVLIN i colab., 1999; BORLAN, HERA, 1984, MOCANU i ANA MARIA MOCANU, 2003; RUSU i colab., 2005).

n prezent starea de fertilitate a solurilor este evaluat, controlat i monitorizat, printr-un sistem unitar de metode grupate n:

- analiza solului;

- analiza plantei;

- experienele cu plante i ngrminte n vase de vegetaie i cmp; - curbele de rspuns ale produciei de biomas la cantitatea de nutrieni din/sau aplicai solului; - cartarea agrochimic (sau studiul agrochimic). Sistemul sus menionat de evaluare, control i monitorizare a fertili-tii solului poate realiza

unitar, prin metodele de mai sus, sisteme de msuri i practici de meninere i cretere a fertilitii solului. Interpretarea conco-mitent a rezultatelor ce provin din aceast activitate are un caracter integrat i profund practicist pe lng nivelul tiinific determinant ce cuantific msu-rile dup circuitul i regimul nutrienilor. Aceast interpretare - analize de sol, de plant i rezultatele de efect al aplicrii ngrmintelor se face n foarte multe ri dup Sistemul Integrat de Diagnoz i Recomandri (DRIS = The Diagnosis and recommendation Integrated System), conceput n timp pentru dirijarea aplicrii i balanei nutrienilor n scopuri productive (BLACK, 1993; DALAL i RAO, 2002; la noi BORLAN i HERA, 1984; HERA i BORLAN, 1981; ICPA, 1981; DAVID i VELICICA DAVIDESCU, 1992; RUSU i colab., 2005).

Uneori pentru practici expeditive n controlul i evaluarea fertilitii se apeleaz unilateral la una sau dou metode ale sistemului i se consider c metoda cartrii agrochimice este cea mai uzual i poate avea caracter ciclic sau repetabil. Evident c interpretarea n cadrul acestor sisteme trebuie s

16

aib la baz experimentele de staionare cu ngrminte ce cuantific efectul aplicrii nutrienilor i se poate corela cu analizele de sol i cu cele de plant.

2.2. ANALIZA SOLULUI

n sistemele de evaluare a fertilitii solului prin analizele de sol se determin starea reaciei, coninutul de humus, n macro- i microelemente, precum i ali indicatori de caracterizare agrochimic a solului n legtur cu starea de fertilitate i cu instituirea unor sisteme de fertilizare eficiente n obinerea unor cantiti mari i de calitate de produse vegetale.

Analizele de sol calibrate corect exprim gradul de suficien a nu-trienilor (cu delimitarea domeniilor de insuficien i exces) i sunt eficiente n evaluarea fertilitii solurilor n msura n care rezultatele acestor deter-minri se pot corela ca rspunsul plantelor exprimat prin producia vegetal (sau de substan uscat) i prin concentraia elementelor determinate n plant (BLACK, 1993; BORLAN i HERA, 1982, 1994; DAVID i VELICICA DAVIDESCU, 1981; RUSU i colab., 2005).

Obiectivele analizelor de sol. Prin realizarea i interpretarea anali-zelor de sol se propun urmtoarele obiective specifice:

- dup determinarea reaciei solului (prin pH) se apreciaz nivelul acestui indicator i se stabilesc categoriile de soluri i suprafee agricole inte-resate la msuri de ameliorare-optimizare sub aspectul corectrii aciditii-alcalinitii i salinitii;

- prin analizele de elemente nutritive se urmrete stabilirea claselor de aprovizionare i reprezentare cantitativ a formelor mobile, accesibile, schimbabile i solubile ale elementelor eseniale cu caracter nutritiv pentru plante;

- s se evalueze cantitativ aportul de nutrieni eseniali din sol la rea-lizarea produciilor vegetale prognozate pentru diferenierea dozelor de fer-tilizani;

- s se delimiteze domeniile de risc agrochimic legate de prevenirea i controlul unor stri de insuficien (caren) i de exces (toxicitate) pentru meninerea unui echilibru specific strilor de optim agrochimic n sistemul sol-plant. n acest context se controleaz prin analize de sol delimitarea i efectul altor factori de degradare agrochimic (excesul de nitrai, contami-narea cu metale grele etc.);

- pe baza analizelor de sol se realizeaz cartrile (studiile) agrochi-mice prin care se caracterizeaz agrochimic solurile cercetate, fertilitatea acestora inclusiv evoluia acesteia i se recomand msurile de fertilizare-amendare i de refacere a fertilitii.

Specificitatea analizelor de sol. Analizele de sol caracterizeaz prin proceduri de extracie cu caracter convenional formele mobile sau potenial accesibile ale elementelor nutritive eseniale care reprezint un cuantum cantitativ dintr-un element susceptibil a fi absorbit de plante (BLACK, 1992, 2000). n aceast activitate analitic se utilizeaz o multitudine de soluii extractante pentru elementele n cauz care se dozeaz ulterior (n aceti sol-veni specifici) prin metode fizico-chimice consacrate - poteniometric, gra-vimetric, volumetric (titrimetric), colorimetric, fotometric i prin spectro-fotometrie cu absorbie atomic (tabelul 2.1.).

Metodele analitice de extracie reproduc particularitile de solubi-lizare a soluiei respective pentru combinaiile de echilibru ale elementelor nutritive din sol i exprim astfel convenional nivelul de bioaccesibilitate a nutrientului respectiv pentru plante (care trebuie s fie ct mai apropiat cantitii absorbite efectiv de culturi sau vegetaie).

Pentru solvenii utilizai la extracia formelor mobile, accesibile sau bioaccesibile se apreciaz un echivalent cantitativ i calitativ al extraciei, ca form ionic sau combinaie a elementului cercetat, difuzabil sau poten-ial solubil pentru sol, schimb ionic i nutriie a elementului respectiv. n chimia solului i agrochimie este posibil o mai bun definire a strii de accesibilitate a ionilor din sol pentru plante pe baza caracterizrii regimului acestora prin indicii de cantitate (Q) i calitate-intensitate a acestora (I).

17

Tabelul 2.1.

Metode de extracie din sol a elementelor nutritive (dup LIXANDRU i colab., 1990, prelucrare RUSU i colab., 1991; 2005)

Extractantul Elementul (ionii) extrai, determinarea analitic

1. Ap distilat

- pH; NO3 + NH4

+ n sere i solarii; B-hidrosolubil; Mn-hidroso-

lubil; cationi n extract apos (pentru solurile saline);

2. Soluii diluate ale

unor sruri

- capacitatea total de schimb cationic (CEC, T, CTSC) prin percolare cu soluii de acetat de amoniu 1N (n care se dozeaz Ca

2+; Mg

2+; K

+; Na

+);

- Mg n CaCl2 0,025M (dup SCHACHTSCHABEL);

3. Acizi

anorganici

diluai

- P-solubil n H2SO4 0,02N + (NH4)2SO4 la pH 3,0 (dup TROUG);

- K-schimbabil (potenial accesibil) cu HCl 0,1N sau 0,2N;

- K-schimbabil n soluie 0,4N de NH4Cl sau CaCl2 0,01N

- Cu-accesibil, n HNO3 0,43N (dup WESTERHOFF) sau n HCl 0,1N (valabil i pentru extracia de Zn);

4. Acizi

organici

diluai

- P-mobil (accesibil), solubil n acid citric 1% (dup ARRHENIUS);

- P-mobil (accesibil), solubil n acetat de sodiu + acid acetic;

- P i K n forme accesibile, solubile n lactat de Ca 0,02M i HCl, la pH 3,6 sau n acetat-lactat de amoniu, la pH 3,7 (dup

EGNER - Riehm - DOMINGO) (metoda AL);

- P i K n forme accesibile i solubile n soluii de lactat de Ca 0,01M + acetat de Ca 0,01M (metoda CaL);

5. Soluii alcaline

- P-accesibil n soluri cu CaCO3 liber, prin solubilizare n soluie 0,5M de NaHCO3 (metoda Olsen)

6. Soluii cu ageni reductori

- Mn activ, solubil n MgSO4 1N + sulfit de sodiu (Na2SO3) ca

agent reductor (dup SCHACHTSCHABEL) sau NaHSO3 (dup

LEEPER);

7. Soluii cu complexoni

- Zn-solubil n carbonat de amoniu + EDTA, la pH 8,6 (dup

TREIWEILER-LINDSAY);

- Cu accesibil solubil n Na2EDTA 0,05M (dup MITCHEL)

Orientrile recente n domeniul analizelor de sol tind spre folosirea unor extractani cu spectru larg de solubilizare i extracie, determinndu-se astfel n acelai extract mai muli nutrieni i ali extractani specifici numai pentru un ion sau element. Tot pe linia perfecionrii metodelor de analiz a solului se manifest mai multe tendine de abordare ce urmresc evident creterea probitii i reproductibilitii rezultatelor i atenuarea caracterului convenional al extractanilor n raport cu procesele de difuzie - solubilizare - absorbie n sistemul sol-plant. Aici se pot meniona metodele ce introduc izotopii stabili ai unor elemente n cercetarea fertilitii i evaluarea acesteia (pentru N i P) i folosirea unor modele din argile artificiale i rini schim-btoare de ioni pentru cercetarea unor procese determinante ale adsorbiei-desorbiei ionilor nutritivi n soluri (LARSEN, 1952; BORLAN i HERA, 1984; SPOSITO, 1989; TISDALE, 1993; PARKER i PEDLER, 1997; KRISHNA, 2002; DALAL, 2002).

18

n raportarea coninutului formelor mobile, accesibile i biodisponibile sau solubile, se adopt exprimarea n ppm (mg la 1 kg de sol) sau ca mg la 100 g sol. Pentru formele totale rmne suficient de stabil exprimarea pro-centual (% Nt, Pt, Kt).

Interpretarea rezultatelor analizelor de sol se perfecioneaz constant prin corelarea acestora cu starea de reprezentare a elementelor n plant i cu rspunsul culturilor agricole i horticole la aplicarea nutrienilor eseniali din experienele cu ngrminte i amendamente.

2.3. ANALIZA PLANTEI

Face parte din sistemul de evaluare i control al fertilitii solurilor cu mai multe etape de referin i dezvoltare:

- iniial a existat (i nc parial se poate aprecia) diagnoza deficien-elor de nutriie i chiar a fertilitii solurilor dup simptomele exterioare ale plantelor, percepute vizual, subiectiv i dificil de graduat ca impact de mani-festare. Din motivele subiectivismului existent n aceste alternative analitice recomandrile cantitative de intervenie - pentru prevenire, corectare sau optimizare, nu se pot face raional;

- ulterior s-au impus procedurile analitice de dezvoltare prin analizele de plant prin teste pariale (ale unor esuturi sau organe vegetale) i prin ale plantei n ntregul ei (sistem radicular, tulpini, lstari, frunze, semine etc.). Rezultatele acestor proceduri se pun n legtur cu cantitatea de biomas (s.u. sau proaspt), cu concentraiile de substane organice sintetizate (pro-teine, glucide, lipide etc.) i se coreleaz cu coninutul nutrienilor din sol;

- concomitent cu evoluia abordrilor analitice n legtur cu utili-zarea analizelor de plant n evaluarea fertilitii solurilor se pot aprecia ca etape evolutive perfecionarea sistemelor de interpretare a acestor analize n fertilizare-nutriie-fertilitate. Astfel s-au enunat principii care fundamen-teaz legturile cauzale ntre concentraia acelorai elemente n sol i plant (ATTERBERG, 1901), s-au propus diagrame schematice de reprezentare i interpretare a concentraiilor nutrienilor n plant (KRAUSS, 1965), s-au definit veritabile chei de identificare a dereglrilor de nutriie (BERGMAN, 1992; TISDALE i colab., 1995; BORLAN i colab., 1992) etc.

Din stadiile enunate ca etape ale dezvoltrii i implementrii analizei plantei n evaluarea fertilitii solurilor n prezent se pot defini mai multe variante ale acestei metode cu obiective specifice:

a) Diagnoza foliar dup simptome exterioare: este cea dinti metod folosit dintre cele ce se refer la analiza plantei, are caracter subiectiv i fr o intervenie analitic nu deine nsuirile de precizie i probitate. n aceast diagnoz se au n vedere aprecieri ale mai multor simptome (semne) exterioare:

- raportul dintre sistemul radicular i partea aerian a plantei exprim fenomene legate de nutriia cu macroelemente: carena de N manifest o reducere a organelor vegetative aeriene, la carena de P se reduce sistemul radicular, dezvoltat disproporional fa de cel vegetativ iar la carena de K se manifest tot o cretere slab a sistemului radicular cu numr redus de periori absorbani;

- poziia pe plante a frunzelor i uneori a lstarilor: cnd simptomele apar pe frunzele de la vrf sunt carene ale unor elemente cu slab mobilitate n plante (Ca, B) i cu roluri n alctuirea membranelor celulare, iar cnd simptoamele apar pe frunzele mature de la baza plantei se manifest o caren a unor elemente cu mare mobilitate n plante (K, Mg). Cnd simptomele apar att pe frunzele tinere ct i pe cele mature simptomul reflect carena unui element implicat n procese metabolice majore prin componenii si de baz (la N prin aminoacizi i proteine, la P prin acizii nucleici, la S prin aminoacizii eseniali etc.) (DAVID i VELICICA DAVIDESCU, 1981, 1992);

- poziia frunzelor fa de axul vertical se compar cu o stare normal a acestora - poate fi erect fa de axul vertical (la carena de N) i mai ndeprtat de axul vertical (la carene de K);

- culoarea i antocianarea frunzelor fa de o stare normal de verde specific a organismelor vegetale - nuana de verde-pal-glbui indic apar-tenena la carene de N, S, Mg, verde-albstrui-

19

violacee la carena de P, ne-croza marginal a frunzelor la carena de K, decolorarea internervural cu meninerea verde a nervurii mediane la carena de Mg, decolorarea verde-albicioas i piticirea plantelor arat caren de Zn, cloroza extins a frun-zelor cu necrozri la carena de Fe etc. Dup majoritatea semnelor exterioare ale nutriiei s-au alctuit chei de identificare a dereglrilor de nutriie i determinare care constituie pentru toate elementele i pentru fiecare n parte un ghid de identificare eficient n catalogarea corect a acestor stri extreme ale nutriiei i chiar de abordare analitic apoi de luare a msurilor preven-tive i corective (BELOUSOV i MAGNIKI, citai de D. i VELICICA DAVIDESCU, 1981; BORLAN, HERA i colab., 1994; BERGMAN, 1992; TISDALE i colab., 1995; MRGHITA MARILENA i RUSU, 2003 .a.).

b) Diagnoza foliar prin analizele chimice: este activitatea analitic realizat la un moment dat al unei fenofaze sau n situaii succesive cnd se analizeaz unele organe vegetative (mai ales frunzele dar i peiolul acestora, lstarii tineri sau ramurile de un an). Determinarea strii de aprovizionare cu nutrieni (de regul N, P, K, NO3 .a) n aceste alternative analitice se face cu urmtoarele obiective ale controlului nutriiei i fertilitii solurilor:

- urmrirea nivelului nutriiei cu macro- i microelemente la cultu-rile agricole i horticole; - pentru confirmarea analitic a strilor de insuficien-caren depis-tate prin diagnoza vizual a

simptomelor sau a celor de exces-toxicitate i luarea deciziilor de prevenire i corectare a acestor stri negative de vegetaie;

- prin corelarea rezultatelor analizelor ce se obin prin diagnoza fo-liar cu cele ale unor indici agrochimici ai solului se fac recomandri utile nu numai n legtur cu prevenirea i corectarea unor dereglri de nutriie dar se pot dimensiona msuri agrochimice prin fertilizri suplimentare ce intervin fazial n vegetaia plantelor.

Interpretarea strii de nutriie a plantelor i oportunitatea unor inter-venii fertilizante suplimentare se face n legtur cu mai multe criterii sau stri de referin:

- n primul rnd se procedeaz frecvent la compararea i raportarea rezultatelor analitice ale diagnozei foliare cu valorile standard sau ale con-inuturilor normale considerate c acestea caracterizeaz strile normale ale nutriiei i optimul agrochimic n sistemul sol-plant (vezi FINCK, 1968; D. i VELICICA DAVIDESCU, 1981, 1992; RUSU i colab., 2005);

- prognozarea i confirmarea insuficienelor - carenelor i a altor stri perturbatorii de la nutriie se face prin interpretarea i raportarea analizelor de diagnoz foliar la concentraia nivelului critic care exprim valoric i analitic reducerea coninutului unui element din plante sub o concentraie nor-mal, de referin, ce constituie limita de departajare a strii de insuficien de cea normal. Aceast valoare analitic limit se numete frecvent i prag critic al strii de aprovizionare identic cu coninutul inferior al domeniului (intervalului) de suficien. Acest indicator al nutriiei exprim n sens negativ nceputul domeniului insuficienei aprovizionrii cu un nutrient similar cu starea de foame ascuns (sau caren ascuns) iar accentuarea acesteia declaneaz starea de caren vizibil prin simptoame exterioare caracteris-tice i relevant prin nivele analitice reduse sub concentraia nivelului critic;

- creterea concentraiei unui element n plante peste nivelul critic pn la cel al unui consum de lux care corespunde unui nivel al nutriiei ce nu determin modificri cantitative n plante (eventual calitative), deli-miteaz domeniul sau intervalul de suficien al nutriiei. Acest interval al suficienei nutriiei sau aprovizionrii cu nutrieni este dorit la plante i posibil de determinat prin msuri complexe de optimizare agrochimic a sistemului sol-plant (BOULD, 1968, 1984; SPENCER i CHAN, 1981; RAYMENT, 1983; ATKINSON i colab., 1980; RANDALL i colab., 1980; LIXANDRU i colab., 1990; RUSU i colab. 2005);

- n prognozarea dezechilibrelor de nutriie la plantele cultivate se utilizeaz cu succes interpretarea alturi de rezultatele individuale i anali-tice i rapoartele concentraiilor elementelor implicate n nutriie att al celor cu relaii de antagonism ionic ct i al celor sinergice (K/Ca; K/Mg; K/Ca + Mg; N/N+P+K etc.). Interpretarea rapoartelor nutrienilor este extrem de eficient la apariia unor fenomene induse n nutriie sau n fertilizarea i amendarea solurilor (JONES, 1981; HOCKMAN i colab.,

20

1989; HALLMARK i colab, 1990; BLACK, 1992, 2000 .a.). Evident c acest concept implemen-teaz cerina optimizrii nu numai a reprezentrii nutrienilor n sol i plant ci i a rapoartelor acestora pentru determinarea unei nutriii normale i fer-tiliti stabile;

- nivelul de precizie i probitate al interpretrilor analizelor de diag-noz foliar ca i eficiena interveniilor de prevenire i corectare a dezechi-librelor sporesc dac ntre aceste analize se cuprind i altele care caracteri-zeaz metabolic plantele (coninut de proteine, coninut de glucide, inclusiv al celor cu greutate molecular mic, coninut de acizi organici .a.);

- cazuri particulare ale diagnozei foliare permit i alte interpretri sau aplicaii: stabilirea alimentaiei globale (nutriiei globale Ng = %N + %P + %K) i a echilibrului nutritiv (En = %N/Ng 100; P/Ng 100; K/Ng 100) la o anumit fenofaz mai ales la culturi horticole (vi de vie, pomi fructiferi, legume n ser); testele colorimetrice ale nervurii mediane la unele culturi (castravei, mazre, sfecl, tomate, vi de vie); testarea sucului ce-lular prin presarea vaselor conductoare i esuturilor vegetale; analiza con-centraiei de N-NO3 n frunzele unor culturi la desprimvrare pentru doza-rea aplicrii suplimentare de N etc.

Aprofundarea condiiilor de determinare prin diagnoz foliar a st-rilor deficienei nutriiei a impus conceptul raportrii acestor date la coni-nutul critic iar cele ale coninutului i nivelului nutriiei pe cel al interva-lului sau domeniului de suficien care fac parte din ansamblul Sistemului Integrat al Diagnozei i Recomandrilor (DRIS), ndreptar analitic de evaluare i control al fertilitii solurilor i nutriiei plantelor (BLACK, 1993, 2000; DALAL, 2002; BHARGAWA i RAGHUPATHI, 1999, 2002; BORLAN, HERA i colab., 1994 .a.).

c) Analiza plantei n toate organele componente: Acest demers ana-litic se realizeaz de regul n fenofazele n care s-a atins consumul maxim sau definitiv de elemente nutritive necesar formrii recoltei biologice (la coacerea deplin a plantei).

n aceast variant de control al strii de fertilitate a solului se anali-zeaz chimic toate organele componente ale plantei - sistem radicular, tul-pini, produs principal (semine, rdcini, tuberculi, fructe) iar rezultatele se folosesc n evaluarea cantitilor de nutrieni prelevate din sol cu produciile vegetale i de regul permit calculul consumului specific (Cs) de elemente (kg N, P, K, S, Ca, Mg .a.) raportate la o unitate de biomas (1 t; 1 q sau 1 kg de produs principal i secundar) ca i consumul global sau total (Cg) de nutrieni necesar formrii recoltei biologice. Aceast ultim mrime provine din produsul recoltei actuale (Ra) ce s-a realizat cu valoarea consumului spe-cific (Cs) (Cg = Ra Cs, n kg element sau oxid al elementului la ha). Valo-rile consumului specific (Cs) i ale consumului global (total) (Cg) constituie indicatori necesari sistemelor de difereniere a dozelor de ngrminte care n ansamblul lor sunt expresia diferenierii sau bilanului elementului n cauz de la aportul solului (determinat prin analize de sol) la consumul sau nece-sarul plantei (evaluat prin analiza plantei i prin indicatorii menionai - Cs i Cg). n acelai timp consumul nutritiv de ele-mente cu recoltele permite analize i prognoze n evoluia fertilitii solurilor.

Tot prin analiza plantei n toate organele componente (mai ales ce prezint interes de consum, industrializare, pstrare, deci valorificare) se determin analitic coninutul substanelor organice utile - proteine, glucide, lipide, vitamine, elemente minerale - dup care se msoar i se apreciaz cantitativ randamentele substanelor organice i minerale la unitatea de su-prafa ca i indicii de calitate ai produselor agricole i horticole. Evident c aceti din urm indicatori (cantitatea i calitatea produselor) permit apre-cieri n legtur cu calitatea alimentaiei umane i animale ca o latur esen-ial a securitii alimentare.

Din prezentarea specificului i obiectivelor analizei plantei (n toate variantele) se desprinde remarca potrivit creia numai analizele de plant (sau numai cele de sol) dau rspunsuri unilaterale i incomplete privind evaluarea strii de fertilitate a solurilor n legtur cu nutriia plantelor i devine tot mai pregnant utilitatea implementrii unui concept i sistem integrat n acest domeniu care s includ att analizele de sol ct i cele de plant n modele de interpretare intercondiional de mare utilitate practic.

21

2.4. EXPERIENELE CU NGRMINTE I AMENDAMENTE

Activitatea experimental cu ngrminte i amendamente testeaz situaia agrochimic a unui sol ca nivel al fertilitii, efectul unor sortimente de ngrminte i metode de fertilizare i nu n ultimul rnd, evoluia ferti-litii solurilor sub influena msurilor difereniate de aplicare a substanelor i resurselor fertilizante. Experimentele stau la baza elaborrii dar i a veri-ficrii multiplelor interpretri ale indicilor agro-chimici i ale fertilizrii i fertilitii solurilor.

Pentru domeniul agrochimiei i al studiului fertilitii solurilor prezint interes tiinific i practic urmtoarele tipuri de experiene:

a) Experienele n cmp: cerceteaz n condiii agrochimice i de fertilitate difereniat sortimentele i dozele de ngrminte i amendamente la plante agricole i horticole. Rezultatele obinute n aceste experiene con-fer teoriei i practicii agrochimice efectul acestor msuri asupra solurilor i plantelor ca i dozele (optime agrochimic, tehnic i economic) necesare obinerii unor producii vegetale cantitativ i calitativ superioare.

Dac experienele de cmp i menin un caracter staionar, invariabil n spaiu, rezultatele lor ofer date privind evoluia agrochimic i a fertilitii solurilor, cu posibiliti de a stabili coeficienii (ratele) de modificare anual sau ciclic n legtur cu nivelul interveniilor pentru indicii agrochimici relevani ai domeniului (pH; N; P; K; humus etc.).

n special pentru domeniul agrochimiei i n primul rnd pentru eva-luarea i controlul fertilitii solurilor, experienele staionare polifactoriale i de lung durat permit interpretri complexe i eseniale pentru dirijarea fertilitii solurilor.

Modelul experimental de lung durat iniiat la Rothamsted (Anglia) de JOHN BENNET LAWES (n anii 1843-1850) continuat de discipolul su GILBERT i alii, cu o abordare a efectului ngrmintelor cu P i al celor organice, s-a extins i n alte ri, instituindu-se reeaua experienelor de lung durat. Alturi de experienele de la Rothamsted se consemneaz peste 600 de asemenea staionare experimentale n ntreaga lume, pe toate conti-nentele, remarcnd ca foarte vechi i cunoscute pe cele de la Grignon, 1875; pe cele de la Morrow - Universitatea Urbana - Illinois, 1876; Askow, 1894; Halle - Lanchstdt, 1902; Groeningen - Haren, 1910; Moystad i As, 1922 .a. iar din ara noastr experienele amplasate n anii 1959-1961 (Ileanda - Fundulea, 1959; Rzboieni - Iai, 1961; Livada - Satu Mare, 1961; Albota - Arge, 1961; imnic - Craiova, 1961) i reeaua experienelor de lung durat meninut n prezent n 13 cmpuri i centre experimentale ale ASAS - ICCPT Fundulea din anii 1966-1967 (HERA i BORLAN, 1966).

Rezultatele obinute n aceste staionare experimentale de lung du-rat au permis cu cea mai mare exigen tiinific nu numai dimensionarea cantitativ a dozelor de nutrieni n legtur cu influena factorilor de sol-plant i ecologici existeni ci i formularea unor reguli i principii ale evo-luiei fertilitii solurilor n legtur cu sistemele de agricultur i fertilizare practicate.

b) Experiene n vase de vegetaie i fitotron: se realizeaz cu sol agricol i soluii nutritive, pe care cresc plantele, n condiii parial sau total controlabile. De regul aceste experiene cerceteaz cu scop de aprofundare probleme i aspecte legate de nutriia plantelor i fertilitatea solurilor. ntruct condiiile acestor experimente sunt de cele mai multe ori artificiale iar factorii controlai (nu ca i n alternativa experienelor din cmp), cantitatea de sol limitat i scoas de sub efectul unor condiii externe sau intrinseci solului, datele i rezultatele obinute au o folosire limitat:

- la testri anterioare amplasrii experienelor din cmp; - la detalierea unor aspecte, condiii i factori de nutriie, relaii inter-ionice i alte obiective ce

trebuie aprofundate concomitent sau dup expe-rienele de cmp; - la interpretarea unor procese ale fertilizrii i fertilitii pentru care nu s-au prevzut sau nu sunt

necesare variante ale experimentelor n cmp (efectul umiditii sau temperaturilor excesive asupra mobilitii i accesi-bilitii unor ioni nutritivi la nivele ce nu se pot reproduce n cmp, relaiile solubilizare - difuzie - imobilizare - bioaccesibilitate sub efectul unor para-metri altfel graduai etc.).

22

Fa de rezultatele obinute n experimentele cu ngrminte din cmp, cele realizate n vase amplasate n case de vegetaie sau fitotron au un caracter complementar i pot aprofunda obiectivele propuse la experien-ele amplasate n cmpuri experimentale.

2.5. CURBELE PRODUCIEI DE BIOMAS I NOMOGRAMELE AGROCHIMICE n sistemul integrat de diagnoz, interpretare i interpolare a anali-zelor de sol i plant un caz

particular extrem de util i n plin progres este cel de evaluare i control al fertilitii solurilor dup rspunsul biologic sau curbele de rspuns ale produciilor, calitii acestora sau coninuturilor nutrienilor din plante i produse vegetale fa de nivelul de reprezentare a acestora n sol sau n raport cu dozele aplicate solului. Fiind vorba de un rspuns biologic (prin plante i produciile lor) aceast cale de studiu al fertilitii solurilor a fost numit i a evalurii biologice (DALAL, RAO, 2002).

Pe baza legii minimului enunat de LIEBIG (1843) i a conceptelor interaciunii factorilor de vegetaie, Mitscherlich (1923, 1939) leag rs-punsurile plantei de cantitatea de nutrient n minim sau esenial (x) asupra cpruia s-a acionat:

tx-C

e - 1A y sau b)(x-C

e - 1A y

n care: y - recolta ca rspuns la aciunea factorului x; x - cantitatea de nutrient aplicat; x + b - cantitatea total a nutrientului i b - cantitatea nutrientului disponibil din sol pentru

plant. Se apreciaz c pe baza unor date concrete, n primul rnd din expe-riene, aceste curbe de

rspuns se pot descrie cu mai multe tipuri de ecuaii (MEAD i PIKE, 1975; DALAL i RAO, 2002; KRISHNA, 2002; BLACK, 1993, 2002):

- liniare, y = a + bx sau y = a + mx;

- ptratice, y = a + bx + cx2; - cubice, y = a + bx + cx

2 + dx

3

Aceast dependen a rspunsului plantelor (ca nivel de recolt, coninut de elemente sau substane organice sintetizate) fa de cantitatea unui element din sol sau aplicat acestuia, se reprezint frecvent i grafic (fig. 2.1.).

Fig. 2.1. Descrierea curbelor de rspuns ale recoltelor sau produciilor de biomas fa de nutrientul existent sau adugat solului

(DALAL i RAO, 2002)

23

n dezvoltarea acestor dependene ntre rspunsul plantei de elemen-tul sau raportul unor elemente din sol au aprut i alte reprezentri (chiar exponeniale i sigmoide) valabile i pentru unele incidene cu totul particu-lare ale recoltelor fa de unii indicatori analitici din soluri sau ai plantelor (COCHIRAME, 1988; BARROW i MENDOZA, 1990; BLACK, 1999, 2002 .a.) (fig. 2.2. i fig. 2.3.).

Din autenticitatea i probitatea ce fundamenteaz matematic depen-denele menionate reiese c interpretarea integrat - analize de sol - analize de plant - rspuns al plantelor, permite o prognoz suficient de confident a mrimii i calitii recoltei, a efectului aplicrii unor nutrieni dup para-metrii analitici ai solului i plantei n final, o evaluare real a fertilitii i productivitii solurilor (fig. 2.4.).

Perfecionarea evalurii nutriiei i fertilitii solurilor pe baza cur-belor de rspuns a cunoscut realizri deosebite n ultimii 30 de ani ntruct s-a obinut o mare diversitate a modelelor de legturi de acest gen i imple-mentarea calculatoarelor i programelor informatice att cu caracter perfec-ionist ct i n exploatarea rezultatelor prin simulare i modelare (DUNCAN i colab., 1978; MONTEITH, 1977; WILLIAMS, 1991; THORNBY i JOHNSON, 1990). Aceste modele se bazeaz pe msurtori cantitative ca rspuns la diferii factori (nutrieni) dar se pot realiza i prin folosirea uneori arbitrar a unor funcii matematice adecvate parametrilor realizai n cmp sau labo-rator i apoi prin simulare, modelele pot deine algoritmi i constante determi-nate (aceste modele au fost numite - mecaniciste, empirice i de simulare) (KRISHNA, 2002; MONTEITH, 1996).

Fig. 2.3. Curbele ipotetice de rspuns ale recoltelor dup raportul K/P din frunze (dup SUMNER i FARINA, 1986, citai dup BLACK, 1992, 2000)

Fig. 2.2. Incidena recoltelor de porumb fa de concentraia fosforului din frunze (dup WALWORTH, LETZSCH i colab., 1986, citai dup BLACK, 1992, 2000)

24

Modelele realizate au ca obiective nelegerea interaciunii i depen-denei factorilor determinani nutriiei i fertilitii, furnizeaz recomandri i consiliere practicienilor pentru managementul produciilor vegetale conco-mitent cu cel al nutrienilor i fertilitii, prognozeaz eficien de producie i economic, asigur protecie real agroecosistemelor (PASSIONRA, 1996). Trebuie ns considerat ca obligatorie verificarea experimental i analitic a modelelor recomandate (BOOTE i colab., 1996).

2.6. CARTAREA AGROCHIMIC

Este metoda cea mai uzual, accesibil i rspndit ca studiu perio-dic complex al solurilor cu obiective i atribuii curente n recomandarea sis-temelor de fertilizare pentru soluri i culturi agricole dar i pentru menine-rea i ridicarea fertilitii pe termen durabil. Din caracterul complex se defi-nete i eficiena ca metod de evaluare i control al fertilitii solurilor.

Aprofundarea metodologic i analitic a cartrii agrochimice i-au adus n ultimele 2-3 decenii mai mult caracterul unui studiu agrochimic apro-fundat fundamentat tiinific i extrem de util produciei vegetale i manage-mentului fertilitii solurilor (vezi Cap. 3).

C a p i t o l u l 3

CARTAREA AGROCHIMIC - STUDIUL AGROCHIMIC AL SOLURILOR

3.1. DEFINIIE, OBIECTIVE

Activitatea agrochimic de teren, laborator i cartografie consacrat curent i periodic, studiul indicatorilor agrochimici relevani ai fertilitii, n scopul adoptrii msurilor de fertilizare i corectare a reaciei solurilor este denumit cartare agrochimic. n ara noastr aceast denumire a fost adop-tat

Fig. 2.4. Diagrama evalurii fertilitii solurilor dup corelaia dintre testele analitice de sol i rspunsul plantelor

(dup DALAL i RAO, 2002)

25

dup anii 1956-1958 cnd s-a organizat la nivel naional i regional acti-vitatea de agrochimie iar dup anul 1981 (cnd s-au editat Instruciunile meto-dologice n domeniul de ctre ICPA) s-a apelat i chiar s-a consacrat mai mult denumirea de studiu agrochimic. Opiunile pentru cele dou termino-logii rmn mprite - cartarea fiind activitatea de urmrire pe teren i transpunere, prin semne i culori convenionale, pe hri topografice, a rs-pndirii diferitelor elemente din natur (roci, formaiuni geologice, ape, soluri, animale etc.) (dup DEX, 1998), iar studiul denot mai mult o apro-fundare a abordri respective. Termenul de cartare agrochimic atribuit ini-ial avea n vedere c activitatea se desfura i n teren, cu o baz topogra-fic iar indicatorii determinai la probele de sol se reproduc n cartograme interpretate i colorate convenional. Cartogramele sunt hri simplificate sau reprezentri sub form de diagrame a unor proprieti ca distribuie i intensitate de manifestare a unui proces particular reprezentat prin semne sau culori ce au o form simplificat pe o hart sau baz deformat de hart (Elseviers Dicionary of Soil Science, CANARACHE i colab., 2006). Denumirea iniial de cartare agrochimic se preteaz excelent la activi-tatea de teren, laborator i cartografie ce se face pe suprafee mari aa cum se fcea anterior anului 1990 sau n prezent, n teritorii cadastrale iar cea de studiu agrochimic este potrivit n primul rnd pentru coninutul profund tiinific din punct de vedere agrochimic sau unor solicitri i abordri spe-ciale (dereglri de nutriie, fertilizri de baz i suplimentare ce se fac anual, efecte ale polurii, evident toate aceste lucrri realizate pe suprafee mai reduse). Folosirea celor dou denumiri este corect i nu se exclud reciproc ci se pot utiliza fr restricii, pentru acelai scop - studiul agrochimic al indi-catorilor relevani ai fertilitii solului n diferite scopuri.

n concordan cartarea agrochimic sau studiul agrochimic al so-lului sunt o succesiune de operaii realizate n teren, laborator i birou, prin care se determin i se interpreteaz indicii fertilitii solurilor, n condiii standardizate de abordare, pentru deciziile de fertilizare i amendare, n sco-pul realizrii produciilor scontate i ameliorrii strii de fertilitate (RUSU i colab., 2005). Se cunosc evident i alte definiii atribuite acestei activi-tii agrochimice Cartarea agrochimic este un ansamblu al operaiilor de delimitare a unor parcele omogene n raport cu tipul de sol, cultura, tra-tamentele etc. avnd suprafee de 0,25-5,0 ha, din care se recolteaz probe de sol pe care se efectueaz n laborator analizele agrochimice. Se elaboreaz cartograme cu diferite caracteristici agrochimice care constituie baza pentru stabilirea i aplicarea difereniat a ngrmintelor i altor msuri de ame-liorare chimic a solurilor, pentru valorificarea optim a resurselor natu-rale(prospection agrochimique/soil testing) (Dicionar de tiina i Ecolo-gia Solului, LUPACU i colab., 1998) sau Studiile agrochimice completeaz studiile pedologice prin precizarea gradului de aprovizionare a solului cu elemente de nutriie, ca i a condiiilor de nutriie a plantelor. Ele stau la baza recomandrilor de fertilizare echilibrat a solurilor (culturilor) sau de corec-tare a reaciei prea acide sau prea alcaline ori de combatere a polurii (FLOREA i NINETA RIZEA, 2008).

Cartarea agrochimic se consider cea mai uzual metod de studiu complex i periodic al solului, realizat cu urmtoarele obiective:

- pe baza analizelor agrochimice la probele de sol recoltate dup un sistem ce include mai multe criterii, determinrile de pH, humus, coninut de nutrieni, permit delimitarea suprafeelor agrochimice omogene i se indi-vidualizeaz parcelele i subparcelele agrochimice de amendare i fertilizare. Aceste uniti agrochimice de sol au indici agrochimici determinai n acelai domeniu de reacie i aprovizionare cu nutrieni i n consecin beneficiaz de aceleai tratamente de fertilizare. Aceast delimitare a parcelelor omogene agrochimic dup criteriul variaiei spaiale (n teren) a strii de fertilitate, efectiv uniform, impune tratamente adaptate dar difereniate;

- de a stabili un program de amendare (corectare a reaciei solurilor), de fertilizare organic i mineral, prin care s se realizeze produciile agri-cole scontate, n condiiile unei evoluii pozitive a indicilor fertilitii solului. Programul msurilor agrochimice efective se nsoesc totdeauna cu un ghid practic al recomandrilor i principiilor de folosire a mijloacelor fertilizante adaptate situaiei agrochimice reale i n cauz;

26

- pentru c se realizeaz ciclic (la un anumit numr de ani, la 3-4 ani, cu excepia solurilor i substraturilor nutritive din ser unde este necesar la fiecare ciclu de vegetaie), cartarea agrochimic surprinde i variaia n timp a nsuirilor agrochimice de aceea este util stabilirii i interpretrii evoluiei solurilor i pentru o perioad multianual adaptnd metodele de dirijare pozitiv a fertilitii solurilor situaiilor efectiv determinate i pre-zentate n studiul respectiv;

- a devenit din ce n ce mai util abordarea ct se poate de practic a interpretrilor indicilor agrochimici determinai n legtur cu multitudinea factorilor ce determin stri extreme ale nutriiei (caren-insuficien; exces-toxicitate) i delimitarea efectiv a domeniilor de manifestare a factorilor de risc. Acest obiectiv susine efectiv domeniul controlului i monitorizrii agrochimice n scopul dirijrii fertilitii solurilor, prevenind sau corectnd fenomenele negative ale nutriiei i fertilizrii.

Realizarea acestor obiective este posibil ntruct cartarea agrochi-mic (sau studiul agrochimic) al solurilor este de fapt un sistem de control i monitorizare a fertilitii ce are la baz principii i concepte, metode i indicatori n msur s asigure realizarea cu probitate i la nivelul ridicat de reproductibilitate a analizelor lor sol pe baza crora se elaboreaz msurile agrochimice raionale i eficiente de cretere cantitativ i calitativ a pro-duciilor vegetale i a fertilitii solurilor. Acest sistem al studiului agrochimic este perfecionat n permanen pe baza mbuntirii metodicii i perfor-manei analitice iar interpretrile se actualizeaz pe baza rezultatelor din experienele cu ngrminte.

3.2. FAZELE CARTRII AGROCHIMICE

La baza cartrilor (studiilor) agrochimice se afl un sistem de con-cepte, indicatori i metode de caracterizare a relaiei sol-plant n teren i laborator (VINTIL IRINA i colab., 1984). Rezultatele analitice la sol de re-gul au un caracter convenional i pot fi uzual ncrcate de erori adic de valori individuale ce se abat de la cele reale, adevrate. Tipurile de sol dife-reniate, interveniile antropice (prin tehnologii, culturalizare i fertilizare) modific efectiv valoarea nveliului de sol cruia i confer o mare hetero-genitate. n aceste condiii se impun cerinele probitii i reprezentativitii att pentru probele de sol recoltate i analizate ct i de diminuare a caracte-rului convenional al determinrii n laborator a indicatorilor agrochimici relevani. De caracterul real i corect al acestor date, de diminuarea erorilor parcursului teren-laborator-interpretare depinde valoarea tiinific i prac-tic a recomandrilor de fertilizare i ameliorare agrochimic a fertilitii solului.

Trebuie cunoscut la nivel general dar i pentru fiecare indicator agro-chimic n parte c nsuirile agrochimice au o variaie spaial i n timp.

Variaia spaial este determinat de neuniformitatea i variabili-tatea tipurilor de sol i de diferenierea tratamentelor tehnologice (aplicarea de amendamente, ngrminte organice i minerale, irigaii, tratamente fito-sanitare, mbuntiri funciare, efecte ale polurii etc.). Cu ajutorul unor metode statistice de calcul i estimare a parametrilor de variaie (dispersie) (ca amplitudinea, variana, abaterea standard, coeficientul de variaie), a parametrilor de asimetrie (coeficienii acestei mrimi), cu analize de regresii i corelaii s-au impus reguli, principi i metode ce au determinat mrimea parcelelor agrochimice, numrul de probe recoltate, perioada de revenire ciclic a abordrii cartrii sau studiului agrochimic (VINTIL IRINA, 1964; VINTIL IRINA i colab., 1984; SZENTEI, 2000, 2001).

Variaia n timp a nsuirilor agroc