Ověření vhodnosti metody Mehlich 3 pro stanovení přístupných makroprvků v půdě pro pšenici ozimou

Johanka Hypiusová

Bachelor's thesis

Testing of Mehlich 3 extraction ability to determine the content of macronutrients in soil available for winter wheat

Abstract:

Výživa makroprvky je stěžejním předpokladem pro správný růst, vývoj a výnos rostlin. V době stále vyššího zájmu o integrované zemědělství je znalost přístupných živin v půdě pro plodiny nezbytná. Pšenice ozimá je nejpěstovanější obilninou v České republice i ve světě. Zaujímá téměř 1/3 osevních ploch. Z tohoto důvodu se jeví jako první volba pro ověření, zda lze analýzou půdy metodou Mehlich 3 zjistit množství pro ni přístupných makroprvků. Metoda Mehlich 3 je univerzálním činidlem pro stanovení makro i mikroprvků. V praxi je například používána v rámci agrochemického zkoušení půd. Je využívána jak v ČR, tak v USA či Austrálii. Mehlich 3 je velmi silné extrakční činidlo, proto existuje podezření, že extrahuje i rostlinám nepřístupné formy živin. Proto byly v rámci této práce provedeny srovnávací studie i s vodným výluhem, tj. metodou ověřenou pro stanovení okamžitě přístupných makroprvků. Cílem práce pak bylo srovnat takto stanovené obsahy v půdě, s celkovým obsahem makroprvků v nadzemní hmotě pšenice. V této práci byly provedeny analýzy vzorků ornice odebraných nekarbonátových půd (pH ≤ 6,99) a karbonátových půd (pH ≥ 7,00). Z těchto vzorků bylo stanoveno množství fosforu, draslíku, vápníku, hořčíku a síry metodou Mehlich 3 a vodným výluhem. V rámci srovnávací analýzy byly vzájemně porovnávány obsahy makroprvků stanovených metodou Mehlich 3 a vodným výluhem s celkovými obsahy makroprvků v sušině nadzemní hmoty rostlin pšenice (BBCH 49-59). To vše prostřednictvím korelační a regresní analýzy. Korelační analýza vztahů mezi obsahy jednotlivých makroprvků stanovených metodou Mehlich 3 a jejich obsahy v sušině rostlin dosáhla signifikantních výsledků v případě fosforu, hořčíku a síry na nekarbonátových půdách. Korelační koeficienty (r) dosáhly hodnot: 0,328; 0,310; 0,544 při hladině významnosti p < 0,05. Na půdách karbonátových byly zjištěny průkazné vztahy obsahů P a Mg stanovených metodou Mehlich 3 a jejich obsahů v sušině pšenice – r = 0,465; 0,456. Při stejné analýze s vodným výluhem byly zjištěny průkazné vztahy pouze pro S na nekarbonátových půdách (r = 0,454) a pro P na karbonátových půdách (r = 0,408). Druhým cílem této práce bylo srovnání metody Mehlich 3 s vodným výluhem pro extrakci makroprvků z půdy. Nejtěsnější vztah na nekarbonátových půdách byl zjištěn pro obsah síry (r = 0,880). Avšak i korelační analýzy vztahu obsahů P, K a Ca byly vyhodnoceny jako silně statisticky průkazné. Na půdách karbonátových byly vztahy v případě všech sledovaných makroprvků vyhodnoceny jako průkazné. Nejtěsnějších korelací bylo dosaženo v případě síry r = 0,846 a fosforu r = 0,811. Ukazuje se tak, že pro stanovení přístupných forem makroprvků pro pšenici ozimou je metoda Mehlich 3 přinejmenším stejně vhodná jako vodný výluh.

Abstract:

Nutrition with macronutrients is the main presupposition for the right growth, emergence, and yield of plants. In the time of bigger interest in integrated farming is knowledge about available nutrients in soil necessary for crops. Winter wheat is the most planted cereal in the Czech Republic (CR) and also in the world. It occupies nearly 1/3 of the sown area. This is the reason why it seems like the first choice for testing if it is possible to determine the amount of macronutrients available for wheat in soil by Mehlich 3 extraction. Mehlich 3 method is a universal reagent for the determination of macro and micronutrients. It is used in the CR and also in the USA and Australia in a frame of agrochemical soil testing. Mehlich 3 is a very strong extractant, so it is suspected that it extracts forms of nutrients that are not bioavailable. Therefore, in this bachelor's thesis, comparative studies are performed with water extract, e.g. method verified for determination of immediately bioavailable macroelements. This thesis aimed to compare the results of mentioned soil extractions with the total content of macronutrients in the above-ground mass of wheat. In this thesis, topsoil samples of non-carbonate (pH ≤ 6,99) and carbonate soils (pH ≥ 7,00) were analysed. The amount of phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sulphur was determined using Mehlich 3 method and water extract. Furthermore, both, water extract and Mehlich 3 results were compared with the total content of macronutrients in wheat (BBCH 49-59) aboveground dry biomass using correlation and regression analysis. The correlation analysis of the relationships between the contents of each macroelement determined by the Mehlich 3 method and their contents in plant biomass achieved significant results in the case of phosphorus, magnesium, and sulphur on non-carbonate soils. The correlation coefficients (r) reached the values: 0.328; 0.310; 0.544 at level of significance p <0.05. On carbonate soils, significant relationships were found in contents of P and Mg – r = 0.465; 0.456. In the same analysis with water extract, significant relationships were found only for S on non-carbonate soils (r = 0.454) and for P on carbonate soils (r = 0.408). The second aim of this thesis was to compare Mehlich 3 method with water extract for soil macronutrient extraction. The closest relationship on non-carbonate soils was found for sulphur content (r = 0.880). However, correlation analyses of the relationship between P, K, and Ca contents were also evaluated as strongly statistically significant. On carbonate soils, the relationships were evaluated as significant in the case of all monitored macroelements. The closest correlations were found for sulphur r = 0.846 and phosphorus r = 0.811. It appears that the Mehlich 3 method is at least as suitable as a water extract for determining the bioavailable forms of macroelements for winter wheat.

Keywords

Mehlich 3, vodný výluh, makroprvky v půdě a v rostlině, pšenice ozimá

Keywords

macronutrients in plant and soil, winter wheat, Mehlich 3, water extract

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Kulhánek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Crop Science / Crop Science