1
UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ
VETERINARĂ DIN CLUJ-NAPOCA
Str. Mănăştur, Nr.3-5, 400372, Cluj-Napoca, România
Tel. +40-0264-596.384; Fax +40-0264-593.792,
http//www.usamvcluj.ro
RAPORTUL ȘTIINȚIFIC ȘI TEHNIC
(RST)
ETAPA DE EXECUȚIE NR. II/2016
CU TITLUL: Colectarea datelor, evaluare si dezvoltarea bazei de date
Contract nr. 19/2015, TINERE ECHIPE DE CERCETARE
PN-II-RU-TE-2014-4-0884
Denumirea Proiectului “Optimizarea functiilor solului, productiei si eficientei
economice, in conditiile agriculturii conservative
(OPTIMSOIL)”
Perioada proiectului: 01.10.2015-30.09.2017
Perioada acoperită:15.12.2015 – 15.12.2016
Elaborat de:
Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară Cluj (USAMV Cluj)
www.usamvcluj.ro
Director proiect: Asist. Dr. Moraru Paula Ioana, [email protected]
Director de proiect : Nume şi prenume: Asist. Dr. Moraru Paula
Semnǎtura:
Telefon: 0741135593
Fax: 0264-593792
E-mail: [email protected]
2
CUPRINS
Pag.
Obiectivele generale ....................................................................................... 2
Obiectivele etapei de execuţie II/2016 .......................................................... 3
Descrierea științifică și tehnică, cu punerea în evidență a rezultatelor etapei
și gradul de realizare a obiectivelor.................................................................
4
I. OBIECTIVELE GENERALE
Rezumatul proiectului
Proiectul are ca scop cercetarea si optimizarea functiilor solului, conservarea resurselor de sol
si apa, prin aplicarea sistemelor de agricultura conservativa, securizarea productivitatii culturilor, in
conditii de eficienta si eficacitate. Proiectul aduce impreuna cercetatori doctoranzi si postdoctoranzi,
pentru o cercetare interdisciplinara, intr-o experienta trifactoriala, cu urmatoarele obiective: (i)
dezvoltarea unui sistem de cercetare interdisciplinar: agricultura conservativa–functiile solului-
schimbari climatice; (ii) colectarea si dezvoltarea bazei de date; (iii) dezvoltarea scenariilor
tehnologice raportat la schimbarile climatice. Cercetarile valorifica rezultatele anterioare in domeniul
sistemelor de lucrare, contribuind la dezvoltarea cunoasterii fundamentale in cuantificarea influentei
sistemului conservativ de lucrare şi cantităţii de resturi vegetale, asupra: indicatorilor funcţiilor
solului, productivităţii, randamentului energetic şi eficienţei economice pentru culturile de soia şi
porumb. Variantele experimentale cuprind sistemul de lucrare a solului (convenţional, conservativ cu
lucrări minime, conservativ cu semănat direct), cu trei graduari ale cantitatii de resturi vegetale (50-
80-100%). Rezultatele preconizate: 18 variante experimentale cu sistem interdisciplinar de cercetare,
7 publicaţii in reviste indexate BDI, 2 publicaţii in reviste indexate ISI, contribuie in mod
semnificativ la dezvoltarea resurselor umane tinere implicate in proiect.
Obiective generale:
1. Caracterizarea profilului cultural al solului rezultat in urma lucrarii prin sistemul
convenţional, sistemul conservativ cu lucrǎri minime si sistemul conservativ cu semanat
direct. Caracterizarea calitativa a patului germinativ realizat, in functie de sistemul de
lucrare si factorul resturi vegetale.
2. Determinarea indicatorilor funcţiilor solului: fizicǎ, hidrofizicǎ, agrochimicǎ, biologicǎ,
energeticǎ - a fertilitatii solului, indicatori modificabili prin componentele agriculturii
conservative, (resturile vegetale, cultura din rotatie). Optimizarea regimului energetic si
respirator al solului, în corelaţie cu regimul termic şi hidric.
3. Optimizarea circuitului hidrologic sub aspectul umiditǎţii solului şi evoluţiei spaţio-
temporale a acesteia, înmagazinarea apei in sol, masuri de reactie la fenomenul de
desertificare frecvent in ultimul deceniu, in Campia Transilvaniei.
4. Productivitatea, randamentul energetic si eficienta economicǎ realizate în urma aplicarii
agriculturii conservative în condițiile pedoclimatice din Cȃmpia Transilvaniei.
3
II. OBIECTIVELE ETAPEI DE EXECUŢIE
Etapa II/2016 Colectarea datelor, evaluare si dezvoltarea bazei de date
Termen: 15.12.2016
Obiectivele fazei de execuție au fost următoarele:
- caracterizarea profilului cultural al solului;
- caracterizarea calitativǎ a patului germinativ pentru culturile din rotatie;
- caracterizarea regimului respirator, termic şi hidric al solului în funcţie de sistemul de
lucrare;
- determinarea indicatorilor funcţiilor solului fizicǎ, hidrofizicǎ, agrochimică, biologicǎ,
energeticǎ;
- calcularea productivităţii culturilor;
- elaborarea raportului de cercetare.
Activitǎţile corespunzǎtoare obiectivelor stabilite au fost:
1. Analiza indicilor agrotehnici de calitate ai solului pentru lucrarile de pregǎtire a patului
germinativ. Caracterizarea calitativa a patului germinativ. Analiza starii fitosanitare a
terenului.
2. Mǎsurarea respiraţiei solului, determinǎri ale regimului termic şi hidric, comparativ
pentru cele trei sisteme de lucrare. Determinarea umiditǎţii momentane.
3. Determinǎri privind dezvoltarea culturii. Cercetǎri privind optimizarea proceselor
tehnologice.
4. Calcularea indicatorilor fizici ai solului (porozitate, densitate aparentǎ). Determinarea
structurii solului.
5. Mǎsurarea compactǎrii solului. Monitorizarea evoluţiei nutrienţilor. Cuantificarea
activitǎţii biologice din sol. Determinǎri ale fertilitǎţii solului.
6. Studiul circuitului hidrologic sub aspectul umiditǎţii solului, înmagazinarea apei în sol.
Stabilirea influentei sistemelor conservative de lucrare a solului si a cantitatii de resturi
vegetale asupra funcţiilor solului.
Rezultate (livrabile planificate)
Planificate Realizate
18 variante experimentale 18 variante experimentale
întreţinere sisteme de cercetare întreţinere sisteme de cercetare
participarea la 3 conferinte internationale participarea la 4 conferinte internationale
3 lucrari publicate în reviste indexate BDI 1 lucrare publicată în revistă indexată BDI
1 lucrare publicatǎ în revista indexatǎ ISI 5 lucrări publicate în reviste indexate ISI
raport de cercetare raport de cercetare 2016
4
III. DESCRIEREA ȘTIINȚIFICĂ ȘI TEHNICĂ, CU PUNEREA ÎN EVIDENȚĂ
A REZULTATELOR ETAPEI ȘI GRADUL DE REALIZARE A
OBIECTIVELOR
Etapa II/2016 a avut ca obiectiv colectarea datelor, evaluarea si dezvoltarea bazei de date.
Rezultatele de cercetare obținute în cadrul proiectului au fost colectate, prelucrate și
sintetizate în lucrări publicate, cu mentionarea proiectului PN-II-RU-TE-2014-4-0884 la
ACKNOWLEDGEMENTS.
Au fost elaborate, acceptate spre publicare sau publicate urmatoarele lucrari:
Lucrări publicate în reviste indexate ISI: 2
1. Chetan, F., T. Rusu, C. Chetan, P.I. Moraru, 2016. Influence of soil tillage upon weeds,
production and economical efficiency of corn crop. AgroLife Scientific Journal, Volume 5,
Number 1, ISSN 2285-5718, 36-43. http://agrolifejournal.usamv.ro/pdf/vol.V_1/Art5.pdf
2. Rusu, T., C. L. Coste, P. I. Moraru, L. W. Szajdak, A. I. Pop & B. M. Duda, 2017, Impact of
climate change on agro-climatic indicators and agricultural lands in the Transylvanian Plain
between 2008-2014. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, February 2017,
Vol. 12, No. 1, p. 23-34, ISSN Printed: 1842-4090, ISSN Online: 1844-489X.
http://www.ubm.ro/sites/CJEES/viewTopic.php?topicId=651
Lucrări publicate la conferințe indexate ISI: 3
3. Chetan F., T. Rusu, I. Porumb, M. Coman, P. I. Moraru, 2016. Influence of the Soıl Tıllage
System on Morphoproductıve Elements, Nodulatıon and Soybean Yıelds. 16th International
Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2016, Book 3 - Water Resources, Forest,
Marine and Ocean Ecosystems, Conference Proceedings, Volume II, p. 173-183.
4. Pop A.I., T. Rusu, I.Bogdan, P. I. Moraru, B. Duda, 2016. Influence of tillage systems on weed
control, fertility and production.16th International Multidisciplinary Scientific Geoconference
SGEM 2016, Book 3 - Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems, Conference
Proceedings, Volume II, p. 185-192.
5. Moraru P. I., T. Rusu, I. Bogdan, A. I. Pop, F. Chetan, 2016.Varıatıons of Soıl Physıcal
Characterıstıcs under the Influence of Crop Rotatıon and Soıl Tıllage Systems. 16th
International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2016, Book 3 - Water
Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems, Conference Proceedings, Volume II, p. 461-
468.
5
Lucrări publicate la conferințe indexate BDI: 1
6. Felicia CHEȚAN, Teodor RUSU, Cornel CHEŢAN, Alina ȘIMON, Paula Ioana MORARU,
2016. The reaction of some winter wheat variety at cultivation in the conservative system in the
Transylvanian Plain area. BULLETIN OF UNIVERSITY OF AGRICULTURAL SCIENCES
AND VETERINARY MEDICINE CLUJ NAPOCA – AGRICULTURE, no. 73(2)/2016, Print
ISSN 1843-5246, p. 176-182.
Participări la conferințe internaționale: 4
1. Moraru Paula Ioana, TeodorRusu, Ileana Bogdan, and Adrian Ioan Pop, 2016. Influence of Relief on
Vegetation Factors and Agrotechnical Differentiation Measures in Transylvania Plain. Geophysical
Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-8399, 2016 EGU General Assembly 2016.
http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2016/EGU2016-8399.pdf
2. Moraru I. Paula, Teodor Rusu, Ileana Bogdan, Adrian I. Pop, 2016. Chemical strategies to weed control
in soybean crop with complementary herbicides. 10th WEED SCIENCE CONGRESS, Book of
Abstracts, Published by Serbian Weed Science Society, ISBN: 978-86-911965-3-0, p. 80-81, 21-23
September 2016, Vrdnik, Serbia.
3. Felicia Chețan, Teodor Rusu, Cornel Cheţan, Alina Șimon, Paula Ioana Moraru, 2016. The reaction of
some winter wheat variety at cultivation in the conservative system in the Transylvanian Plain area.
THE 15th INTERNATIONAL SYMPOSIUM “PROSPECTS FOR THE 3rd MILLENNIUM
AGRICULTURE” 29th September – 1st October 2016 Cluj-Napoca, Romania, p. 61.
4. Moraru P. I., T. Rusu, I. Bogdan, A. I. Pop, F. Chetan, 2016.Varıatıons of Soıl Physıcal Characterıstıcs
under the Influence of Crop Rotatıon and Soıl Tıllage Systems. 16th International Multidisciplinary
Scientific Geoconference SGEM 2016, Book 3 - Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems,
Conference Proceedings, Volume II, p. 461-468.
Prezentare lucrare la 10th WEED SCIENCE CONGRESS, Serbian Weed Science Society,
21-23 September 2016, Vrdnik, Serbia.
6
Cercetările au fost realizate în cadrul câmpului experimental organizat la SCDA Turda. A
fost instalat dispozitivul experimental, respectȃnd planificarea initiala a unei experiente trifactoriale
de tipul AxBxC-R: 2x3x3-3.
Au rezultat 18 variante experimentale, respectiv 54 parcele. Rotatia este soia-grau-porumb.
Factorii experimentali stabiliţi sunt:
Factorul A – Cultura:
a1 – Soia.
a2 – Porumb;
Factorul B - Sistemul de lucrare a solului:
b1 – sistem conventional: plug reversibil + disc 2x + semanat + fertilizat (martor),
b2 – sistem conservativ cu lucrari minime: cizel + grapa rotativa + semanat + fertilizat,
b3 – sistem conservativ cu semanat direct (semanat – fertilizat – erbicidat);
Factorul C – Resturi vegetale:
c1 – 50% (3 t/ha);
c2 – 80% (4 t/ha);
c3 – 100 % îngrǎşǎmȃnt verde rapiţǎ de toamnǎ.
Cercetarea în câmpul experimental a fost organizată pentru a rezolva obiectivele planificate și
pentru a obține rezultate de cercetare pe următoarele teme:
1. Cunoaşterea impactului pe care îl au sistemele de lucrare asupra însuşirilor fizice,
hidrofizice, chimice şi biologice ale solului: structura solului sub aspectul gradului de dezvoltare si
a stabilităţii hidrice; densitatea aparentă, porozitate, rezistenţă la penetrare, grad de tasare;
umiditatea momentană, rezerva de apă acumulată în sol; permeabilitatea solului pentru apă şi
bilanţul apei din sol; conţinut de humus şi elemente nutritive.
2. Cunoaşterea în dinamică a caracteristicilor fizice, hidrofizice, respiratorii şi chimice ale
solului, modificabile prin elementele sistemului de lucrare în relaţie cu rotaţia culturilor.
3. Stabilirea posibilităţilor de conservare a solului prin practicarea sistemelor conservative
de lucrare a solului.
4. Studiul influenţei rotaţiei culturilor şi a sistemului de lucrare a solului asupra
îmburuienării, dezvoltării vegetative şi producţiei plantelor cultivate.
5. Cercetarea influenţei sistemelor conservative de lucrare a solului asupra solului,
compararea rezultatelor cu datele climatice colectate de la cele 20 de microstatii HOBO instalate în
Câmpia Transilvaniei şi precizarea rolului acestor elemente de tehnologie pentru managementul
integrat de protecţie a plantelor, managementul apei şi a elaborării sistemului de agricultură
durabilă pentru condiţiile din Câmpia Transilvaniei.
7
Lucrǎrile solului, prin acţiunea directǎ si efectele indirecte, influenţeazǎ atât stratul de sol
lucrat, cât şi orizontul subarabil. Astfel, se produc modificǎri ale caracteristicilor fizice ale solului ca
structura, porozitatea, densitatea aparentǎ, regimul aero-hidric şi regimul termic.
Lucrǎrile solului se desfǎşoarǎ cu scopul de a schimba proprietǎţile fizice ale acestuia şi de a
pune în valoare potenţialul productiv al plantelor. Modificarea însuşirilor fizice ale solului este greu
sesizabilǎ (exceptând tasarea solului) în decursul unui an agricol, întrucât solul are tendinţa, în
condiţii normale, de a reveni la starea iniţialǎ şi de a estompa efectele negative survenite în urma
impactului produs prin lucrarea solului. Limitele de modificare a însuşirilor fizice ale solului depind
de felul lucrǎrilor executate, starea terenului la momentul efectuǎrii lucrǎrii şi textura solului. Dacǎ
sunt efectuate incorect din cauza unei percepţii eronate a obiectivelor şi limitelor tehnicilor de
lucrare, conduc la efecte negative, reprezentând principala cauzǎ a eroziunii şi degradǎrii fizice a
solurilor.
Proprietǎtile solului condiţioneazǎ viaţa plantelor şi activitatea biologică din sol, acestea au
condiţii bune de viaţǎ doar între anumite limite ale porozitǎţii capilare (PC) şi necapilare (PN), de
exemplu, pentru dezvoltarea sistemului radicular, valorile porozitǎţii totale (PT) trebuie sǎ fie între
48 şi 60%, din care PC 30-36% şi PN 18-24%. Porozitatea totalǎ a solului se modificǎ în strânsǎ
corelaţie cu densitatea aparentǎ, iar mǎrimea agregatelor structurale determinǎ raportul PC/PN.
Densitatea aparentǎ exprimǎ în general starea de asezare a solului şi este specificǎ fiecǎrui sol
şi orizont genetic. Prin lucrǎrile solului, aceastǎ însuşire se modificǎ în stratul de la suprafaţǎ.
Valorile densitǎţii aparente scad la arat, discuit, cultivaţie, lucrat cu freza, grapa şi cresc la lucrarea
cu tǎvǎlugul când solul se taseazǎ. Ea variazǎ în general între 1.0 – 1.4 g/cm3, pentru cerealele
pǎioase fiind recomandate valori de 1.2 – 1.3 g/cm3.
Tasarea solului, alta decât cea naturalǎ, îndeosebi cea produsǎ prin lucrarea solului umed,
conduce la compactarea acestuia, care presupune distrugerea reţelei de pori şi a aranjamentului
structural, cu consecinţe negative pe perioade îndelungate de timp. Tasarea are consecinţe negative şi
asupra procesului de nitrificare, la valori mai mari de 1.5 g/cm3 nitrificarea fiind foarte scǎzutǎ.
Aceastǎ compactare conduce la o mai slabǎ infiltraţie şi la sǎrǎcirea solului, precum şi creşterea
eroziunii, datoratǎ creşterii energiei cinetice a apei ce curge pe suprafaţǎ. Stratul compactat, situat de
regula la o adâncime de 10-30 cm şi cu o grosime de 10-15 cm, se formeazǎ din cauza
echipamentelor gresit alese şi prea grele. Acest strat opune rezistenţǎ rǎdǎcinilor şi restricţioneazǎ
capacitatea de infiltraţie a aerului şi apei, cu efecte negative asupra recoltei.
Sistemele de lucrare pentru conservarea solului (SLCS) sunt considerare principalele
componente ale tehnologiei agricole pentru strategiile SOC şi parte componentă a Agriculturii
Sustenabile (AS). SLCS implică reducerea numărului de lucrări până la semănatul direct şi păstrarea
resturilor vegetale la suprafaţa solului în proporţie de cel puţin 30%. SLCS au ca obiectiv asigurarea
8
unui regim aerohidric corespunzător intensificării activităţii biologice şi echilibrului în solubilizarea
nutrienţilor. Resturile vegetale rămase la suprafaţa solului sau încorporate superficial contribuie la
intensificarea activităţii biologice şi reprezintă o sursă importantă de CO2. SLCS reface structura
solului şi-i îmbunătăţeşte drenajul global, ceea ce permite infiltrarea mai rapidă a apei în sol.
Rezultatul este un sol mai productiv, mai bine protejat împotriva vântului şi a eroziunii apei şi care
necesită mai puţin combustibil pentru pregătirea patului germinativ.
O cantitate prea mare de CO2 produsă în sol şi eliminată în atmosferă, rezultată din procesele
aerobe de mineralizare a materiei organice (afânări excesive) este considerată nu numai o cale de
creştere a CO2 din atmosferă, dar şi o pierdere a fertilităţii solului pe termen lung. Aceasta arată o
accelerare a procesului de mineralizare a materiei organice din sol şi a procesului pedogenetic de
alterare a solului. SLCS modifică semnificativ cantitatea de CO2 eliminată în atmosferă.
Determinarea respirației solului, a umdității și temperaturii solului sunt considerate
analize importante în contextul determinării influenței sistemului de lucrare a solului în relație cu
resturile vegetale. Coeficientul de difuzie al gazelor in sol este puternic dependent de continutul
volumetric de apa al solului, deci determinarea acestuia este deosebit de importanta pentru aplicarea
corecta a metodei gradientului. Deoarece metoda gravimetrica este distructiva si poate afecta
structura solului din preajma senzorilor, este de preferat un instrument de tip TDR (Time Domain
Reflectometry) sau similar, care prin masurarea caracteristicilor dielectrice ale solului, puternic
influentate de continutul de apa, genereaza un semnal electric proportional cu acesta (figura 1). Pe
langa faptul ca masurarea se face nedistructiv, aceasta este si continua, avand deci avantajul
inregistrarii dinamicii continutului de apa din sol.
Figura 1. Instalarea sistemelor de măsurare a temperaturii și umidității solului cu senzori TDR
Temperatura solului in vecinatatea senzorilor instalati este de o importanta majora atat pentru
analiza corelatiei dintre fluctuatiile de CO2 si O2 in raport cu temperatura, cat si pentru eventualele
corectii pentru abaterile termice ale senzorilor.
9
Fiecare semnal electric obtinut de la senzori (CO2, O2, continut de apa, temperatura) este
inregistrat si stocat intr-un datalogger la un interval de 5-10 minute pentru a putea fi ulterior analizat.
Alegerea unui datalogger pentru acest sistem este conditionata doar de numarul de intrari diferentiale
disponibile (cate una pentru fiecare senzor de CO2, O2, respectiv temperatura, plus cate o intrare tip
«contor de impuls» pentru fiecare senzor de umiditate a solului) si de acuratetea citirii semnalului de
tensiune electrica aplicat pe o intrare diferentiala.
Masurarea continua a concentratiilor de CO2 si calculul fluxului de gaz la suprafata, prin
estimarea coeficientului de difuzie al solulului, arata dublarea cantitatii emise in cazul variantei
classic lucrate cu plugul. O cantitate prea mare de CO2 produsă în sol şi eliminată în atmosferă,
rezultată din procesele aerobe de mineralizare a materiei organice (afânări excesive) este considerată
nu numai o cale de creştere a CO2 din atmosferă, dar şi o pierdere a fertilităţii solului pe termen lung.
Aceasta arată o accelerare a procesului de mineralizare a materiei organice din sol şi a procesului
pedogenetic de alterare a solului. Sistemele minime de lucrare a solului modifică semnificativ
cantitatea de CO2 eliminată în atmosferă, reducand la mai mult de jumatate difuzia acestuia. Astfel,
din rezultatele obtinute s-a determinat o cantitate de 6,9 milioane tone / an de carbon depozitate în
solurile arabile ale României, dacă sistemul minimum tillage se va aplica pe 50% din suprafaţa
arabilă, cu influenţă asupra conservării fertilităţii solului şi asupra schimbărilor climatice.
Aplicarea sistemului Minimum Tillage (MT) si No-Tillage (NT) reduc sau elimina
complet mobilizarea solului, ca urmare solul se compacteaza in primii ani de aplicare. Gradul de
compactare este in relatie directa cu tipul de sol si cu starea de degradare a acestuia. Diferente
semnificative se inregistreaza pana la 18 cm adancime. Determinarile efectuate (tabelul 1) arata o
densitate aparenta mai mare la semanatul direct in cazul culturii de grau (1.35 g/cm3) si soia (1.38
g/cm3), respectiv la grapa rotativa si semanat direct, in cazul culturii de soia (1.32-1.38 g/cm3).
Starea de compactare a solului se diminueaza in timp, tinzand spre o densitate aparenta specifica
tipului de sol.
Tabelul 1
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra densitatii aparente (g/cm3), 0-50 cm adancime
Varianta Grau Porumb Soia
Plug 1.24ws 1.20ws 1.22ws
Cizel 1.29ns 1.22ns 1.25ns
Semanat direct 1.38* 1.35* 1.38*
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
Sistemul de lucrare a solului influenteaza mult mai semnificativ rezistenta la penetrare
(figura 2). Aceasta deoarece rezistenta la penetrare este o determinare mai complexa care depinde
atat de starea de asezare a solului cat si de umiditatea acestuia. Diferentele determinate au fost in
10
special in primii 20 cm si nu au existat diferentieri sub aceasta adancime. Toate valorile determinate
au fost mai mari la MT si NT comparativ cu sistemul conventional (CS), diferentele fiind
semnificativ pozitive sau chiar distinct semnificativ pozitive la NT. Diferentele sunt si in functie de
cultura (tabelul 2): grau – CS: 1524 kPa, CT: 1621-1735 kPa; porumb – CS: 1421 kPa, CT: 1523-
1624 kPa; soia: CS: 1643 kPa, CT: 1755-1799 kPa.
Figura 2. Determinarea rezistenței la penetrare
Tabelul 2
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra rezistentei la penetrare (kPa), 0-45 cm adancime
Varianta Grau Porumb Soia
Plug 1524ws 1421ws 1643ws
Cizel 1627* 1523* 1755*
Semanat direct 1735** 1624** 1799*
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
Determinarile de umiditate (tabelul 3) arata diferente semnificative, asigurate statistic, la
NT (grau: 76%; soia: 86%), desi valorile inregistrate sunt mai mari si la MT. Umiditatea solului a
fost mai mare la NT si MT in momentul semanatului culturilor si in primele faze de vegetatie, iar
apoi diferentele se diminueaza in timp.
Tabelul 3
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra umiditatii solului (% v/v), 0-50 cm adancime
Varianta Grau Porumb Soia
Plug 61ws 83ws 75ws
Cizel 64ns 85ns 76ns
Semanat direct 76** 89ns 86*
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
11
Temperatura solului a crescut in toate variantele cu MT si NT, cu diferente asigurate
statistic la cultura de grau (tabelul 4). Diferentele sunt inregistrate in special in primii 15 cm, unde la
NT se inregistreaza o amplitudine termica mai mica comparativ cu MT si CS.
Tabelul 4
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra temperaturii solului (0C), 0-50 cm adancime
Varianta Grau Porumb Soia
Plug 17.3ws 23.2ws 22.2ws
Cizel 18.9ns 23.4ns 22.5ns
Semanat direct 19.5* 23.9ns 22.6ns
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
Respiratia solului conduce la emisii de CO2 din sol spre atmosfera in cantitati semificative
pentru ciclul global al carbonului. Capacitatea solului de a produce CO2 diferă în funcţie de sol,
anotimp, de intensitatea şi calitatea lucrărilor agrotehnice, de cantitatea de apa din sol, de planta
cultivată, de îngrăşămintele aplicate etc.
Respiraţia solului (tabelul 5) prezintă variaţii mari de-a lungul anului, la toate cele 3 culturi
din rotatie, cu un maxim la sfârşitul primăverii (1383-2480 mmoli m-2s-1) şi altul toamna (2141-2350
mmoli m-2s-1). Determinarile executate confirmă efectul sistemului de lucrare a solului asupra
respiratiei solului, media zilnica fiind mai redusa la NT (315 – 1914 mmoli m-2s-1), urmat de MT
(318 – 2395 mmoli m-2s-1) şi mai mare la CS (321 – 2480 mmoli m-2s-1).
Tabelul 5
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra respiratiei solului (mmoli m-2s-1)
Cultura Sistemul de lucrare a solului Plug (wt) Cizel Semanat direct
Grau
Rasarire 721 708 532
5-6 frunze 321 321 315
Formarea bobului 1531 1414 1383
Recoltare 2114 2070 1914
Porumb
Rasarire 1014 1010 914
5-6 frunze 1580 1541 1510
Formarea bobului 2340 2312 2218
Recoltare 2250 2221 2141
Soia
Rasarire 1140 1129 1042
5-6 frunze 1620 1612 1550
Formarea bobului 2480 2382 2320
Recoltare 2350 2318 2183
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
12
Graul a asigurat productii egale, cuprinse intre 3745-3856 kg/ha (tabelul 6), fara diferente
semnificative, intre sistemele de lucrare a solului. Porumbul a reactionat mai bine la afanarea solului,
la mobilizarea fertilitatii solului si mineralizarea substantelor nutritive, asigurand o productie de
6310 kg/ha. Productia a fost cuprinsa intre 5890-6145 kg/ha la MT, fiind semnificativ negativa la
grapa rotativa, respectiv 5774 kg/ha la NT, fiind distinct semnificativ negativa. La cultura de soia
productiile sunt cuprinse intre 2112-2341 kg/ha, fiind semnificativ pozitive la MT si NT.
Tabelul 6
Influenta sistemului de lucrare a solului asupra productiei de grau, porumb si soia (kg/ha)
Varianta Grau Porumb Soia
Plug 3812ws 6310ws 2112
Cizel 3795ns 6145ns 2198ns
Semanat direct 3786ns 577400 2341*
Nota: wt – martor, ns – nesemnificativ, * semnificatie pozitiva, 0 semnificatie negativa.
Starea de asezare a solului este modificata prin sistemul de lucrare, determina cresterea
densitatii aparente si a rezistentei la penetrare la MT si NT, dar nu modifica umiditatea si
temperatura solului.
Sistemele MT si NT determina diminuarea amplitudinii termice in primii 15 cm ai solului si
cresterea temperaturii solului cu 0.5-2.2 0C.
Dinamica apei si temperatura solului nu au prezentat diferentieri care ar putea afecta
productivitatea culturilor. Productiile obtinute la MT si NT sunt fara diferente semnificative la grau
si sunt mai mari la soia. Diferenta in productivitatea culturilor este inregistrata la cultura de porumb
si poate fi o consecinta directa a afanarii, mineralizarii si mobilizarii intensive a fertilitatii solului.
Aplicarea sistemelor MT si NT pot conduce la conservarea solului in zona Campiei
Transilvaniei si Podisul Somesan, fara a afecta productivitatea culturilor, in special pe solurile cu
fertilitate initiala mare.
In cadrul proiectului sunt utilizate si intreținute ca sistem de cercetare un număr de 20
microstatii HOBO, care permit conectarea cercetărilor efectuate la realitatea din teren, în scopul
otimizării tehnologiilor specifice condițiilor colinare a Transilvaniei.
Conservarea și managementul integrat al zonelor agricole afectate de încălzirea climei
reprezintă o prioritate actuală la nivel internațional urmarind implementarea principiilor agriculturii
durabile si a masurilor de adaptare. Câmpia Transilvaniei (CT) cu o suprafata de 395,616 ha
reprezinta o importanta agricola deosebita pentru Romania, dar avand un grad de impadurire de doar
13
6.8% si numeroase fenomene de degradare a terenurilor agricole, prezinta sustenabilitatea cea mai
redusa in fata schimbarilor climatice.
Monitorizarea indicilor agroclimatici și evoluția lor in perioada 2008-2014, analiza datelor
obținute, stau la baza elaborarii recomandărilor tehnologice adaptate condițiilor actuale de
favorabilitate pentru principalele culturi agricole. Rezultatele obtinute in aceasta perioada arata ca:
regimul termic al solurilor din CT este de tip mesic, iar regimul hidric al solurilor este de tip ustic;
temperatura medie multianuala a aerului este de 11.17ºC. In perioada cercetata, comparativ cu seriile
de date disponibile (1961-1990; 1901-2000), se constată scăderi evidente ale cantităților medii de
precipitații în special în perioadele critice pentru culturile agricole si creșteri ale temperaturilor medii
pentru toate lunile anului. In intervalul iunie-august se înregistrează cele mai mari diferențe de
temperatură, de +3.09°C până la +3.65°C.
Din analiza datelor cu privire la cantitatea de precipitații înregistrate în CT în perioada 2009-
2014 se constată o tendință liniară în scădere a acestora, valorile cele mai mari ale mediei anuale
înregistrându-se în anul 2010, cu o valoare medie de 631 mm, fiind considerat un an cu precipitații
apropiate de normala zonei. Cantitățile cele mai scăzute de precipitații au fost înregistrate în 2012
(358.62 mm), an care a fost considerat secetos din punct de vedere al cantităților de precipitații
înregistrate (figure 3). Media multianuală (2009-2014) a precipitațiilor din Câmpia Transilvaniei este
de 466.52 mm fiind situată sub limita inferioară a zonei (500-600 mm/an).
Figura 3. Evoluția precipitațiilor în Câmpia Transilvaniei, în perioada 2009-2014
Pentru analiza comparativa a evoluției cantităților medii lunare de precipitații înregistrate în
perioada 2009-2014, la stațiile din CT, s-au utilizat 2 serii de date, pe o perioada de 30 ani (1961-
1990, statiile Cluj-Napoca, Targu-Mures si Bistrita, preluate de la Administrația Națională de
14
Meteorologie: ANM, 2014), respectiv pe 100 ani (1901-2000, statiile Cluj-Napoca si Targu Mures
preluate din Anuarul Statistic al Institutului Național de Statistică: INS, 2014).
Analiza datelor relevă scăderi evidente ale cantitățiilor de precipitații lunare, în special în
intervalul cuprins între lunile aprilie-septembrie, scăderi care se mențin și pe parcursul lunilor de
toamnă (figura 4). Se constată scăderi evidente ale cantităților medii de precipitații în special în
perioadele critice pentru culturile agricole, cu cerințe ridicate pentru apă în special în perioadele de
înflorire și de umplere a boabelor.
Figura 4. Evolutia lunara a precipitatiilor lunare medii din Câmpia Transilvaniei, in perioada
2009-2014 în comparație cu mediile lunare medii din perioada 1901-2000 și 1961-1990
Diagrama ombrotermică pentru CT permite vizualizarea comparativă a variațiilor termice și
pluvionare pentru intervalul 2009-2014 comparativ cu perioada 1901-2000 (figure 5). Temperaturile
medii lunare ale intervalului de timp 1901-2000 relevă creșteri ale temperaturilor medii pentru toate
lunile anului, fata de perioada 2009-2014, cu precădere pe parcursul lunii aprilie (+3.1°C) și a
intervalului iunie-august, când se înregistrează cele mai mari diferențe de temperatură dintre șirurile
de valori luate în analiză, de +3.09°C până la +3.65°C. Cele mai mici diferențe de temperatură s-au
înregistrat pentru luna octombrie (+0.8°C), decembrie (+1.02°C) și martie (+1.5°C).
Scăderile importante de precipitații în intervalul iunie-august asociate cu temperaturile mai
mari de 32ºC care reprezintă un factor de stres termic în timpul sezonului de vegetație al culturilor
agricole mai ales în perioada critică cu cerințe maxime față de temperatură si umiditate pentru
principalele plante de cultură din CT determina scăderi importante de productivitate afectând în
special optimul fiziologic de creștere și dezvoltare al plantelor de grâu și porumb.
15
Figura 5. Variația precipitațiilor și a temperaturilor în Câmpia Transilvaniei
în perioada 2009-2014 și 1901-2000
Se inregistreaza o crestere a fenomenului de seceta si a arsitei, indicatorii determinati arata ca
cele mai multe valori, respectiv 61.11%, sunt corespunzătoare unui climat de tip semiarid. Varfurile
de agresivitate pluviala sunt in lunile februarie-aprilie, iulie si octombrie-noiembrie, iar pentru
intrega perioada în 19.43% cazuri se crează condiții favorabile si foarte favorabile pentru declanșarea
proceselor de eroziune.
Indicatorii de caracterizare tehnologica a terenurilor din Câmpia Transilvaniei
Indicele de erodabiliatate (S) a solurilor pe care s-au amplasat statiile are valoarea cea mai
mare la staţia Zoreni (0.939), unde avem o pantă de 17% şi solul este preluvosol tipic, iar valoarea
cea mai mică a indicelui de erodabilitate o întâlnim la Dipsa (0.522), unde panta este de 3% şi tipul
de sol faeoziom tipic.
Indicele de agresivitatea pluvială ne arată cât de distructivă este acţiunea precipitaţiilor pe
parcursul anului. Varfurile de agresivitate pluviala sunt in lunile februarie-aprilie, iulie si octombrie-
noiembrie. Acest lucru presupune măsuri speciale de conservare a solului atât toamna cât și
primăvara timpuriu.
Valorile anuale ale indicelui Fournier (IF) arata, în perioada 2009-2014 valori ridicate,
cuprinse între 21-60, cu precădere în anul 2011, la stațiile Dipsa (45.75), Silivasu (47.34) și Caianu
(52.87), ce încadrează solurile respective în clasa 3 cu un potențial risc de eroziune pluvială moderat
(risc de eroziune ce implică pierderi de sol de 12-50 t/ha/an). Valori ale IF cuprinse între 20-40 care
încadrează solurile respective în clasa 2, supuse unui risc scăzut de eroziune pluvială, cu pierderi de
16
sol de 5-12 t/ha/an s-au obținut la stația Silivasu (34.78) în 2009, la Branistea (32.45) în 2011, la
Dipsa (25.72) în anul 2012, respectiv 2010 cu o valoare de 20.89 (figure 6).
Media multianuală a IF pentru perioada 2009-2014 este de 21.47 ceea ce încadrează solurile
CT în clasa 2 cu risc scăzut de eroziune pluvială, cu pierderi de sol cuprinse între 5-12 t/ha/an.
Analiza procentuală a valorilor IF relevă faptul că 70.83% din soluri se încadrează în clasa 1 cu risc
foarte scăzut de eroziune pluvială, un procent de 16.66% încadrează solurile în clasa 2, cu risc scăzut
de eroziune pluvială, iar 12.5% din solurile CT sunt supuse unui risc moderat de eroziune pluvială
fiind încadrate în clasa 3 de eroziune conform căreia se pierderile de sol sunt cuprinse între 12-15
t/ha/an.
Figura 6. Valorile anuale ale indicelui Fournier și riscul de eroziune pluvială in perioada 2009-2014
Rezultate asemanatoare arata si indicele pluviometric Angot, respectiv in ceea ce privește
ponderea predispoziției la declanșarea proceselor de versant și de eroziune liniară se constată că
pentru 55.55% dintre cazuri nu există risc de eroziune pluvială, în 25% dintre cazuri există o
predispoziție mică și foarte mică, în 16.66% cazuri se crează condiții favorabile pentru declanșarea
proceselor de eroziune, iar pentru 2.77% din cazuri s-au creat condiții foarte favorabile de eroziune
pluvială liniară.
Valorile anuale calculate ale factorului Lang în perioada 2009-2014 relevă faptul că 38.88%
dintre valori sunt cuprinse în intervalul 20-40 ceea ce corespunde unui climat mediteranean, iar cele
mai multe valori, 61.11%, sunt cuprinse în intervalul valoric de 40-70 corespunzător unui climat de
tip semiarid.
17
Valoarea multianuală a factorului Lang calculată pentru CT, pentru perioada 2009-2014 este
de 44.2 ceea ce se încadrează intr-un climat de tip semiarid cu valori multianuale cuprinse între 42.5-
47.3.
Ponderea tipurilor de climate asociate valorilor medii lunare ale indicelui de Martonne în CT,
în perioada 2009-2014 relevă predominanța unui climat de tip semiarid/mediteranean pentru 47.2%
dintre valorile analizate urmate de valori caracteristice climatelor semiumede și umede în proporții
egale, dar și valori caracteristice climatului arid și semiarid înregistrate în perioade cu cerințe ridicate
pentru apă în special în perioadele critice (iunie-august) pentru culturile de primăvară.
Valorile anuale ale indicelui Gams sunt cuprinse între 0.55-2.18. Relația dintre altitudine și
valorile multianuale ale indicelui Gams la stațiile analizate indică o corelație strânsă, indirectă și
negativă, cu un coeficient de corelație r = - 0.89, care ne arată că pe măsura creșterii altitudinii,
valoarea indicelui Gams scade, iar valoarea coeficientului de determinare R2 = 0.8 ne arată, în acest
caz, că un procent de 80% din valorile indicelui Gams sunt explicate în relație cu altitudinea.
Măsurile agrotehnice recomandate pentru limitarea şi contracarează efectelor secetei,
ca fenomen climatic cu risc major pentru agricultură din Câmpia Transilvaniei, se referă la:
i) utilizarea unui material biologic care prezintă rezistenţă la stresul hidric şi termic;
ii) utilizarea măsurilor agrotehnice favorabile acumulării, conservării şi valorificării
eficiente a apei provenite din precipitaţii;
iii) utilizarea unui sistem de agricultură conservativă bazat pe protejarea solului şi
evitarea deşertificării.
A fost actualizata pagina web a proiectului, amplasată pe site-ul Centrului de Cercetare
Sisteme Minime şi Tehnologii Agricole Durabile:
http://www.usamvcluj.ro/SMDT/proiecte_pn2/OptimSoil.htm
Pe aceasta pagină vor fi încărcate toate rezultatele cercetării obținute în acest proiect.
A fost realizat un raport de cercetare corespunzator etapei II/2016.
