Utrzymanie wysokiego plonu rośliny uprawnej przy bardzo wysokich cenach azotowych nawozów mineralnych zmusza rolników do efektywniejszego wykorzystania tego pierwiastka z gleby. Należy zadbać o czynniki, które przyczyniają się do zwiększenia pobrania dostarczonego azotu przez roślinę uprawną.
Azot (N) jest podstawowym składnikiem plonotwórczym występującym w tzw. liebiegowskim minimum i to on w pierwszej kolejności limituje produkcję roślinną. Jako składnik związków regulujących metabolizm decyduje o szybkości wzrostu, wielkości i jakości masy wyprodukowanej przez rośliny. Jednocześnie należy do składników, które w nadmiarze są szczególnie niebezpieczne dla środowiska.
Wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych stosowanych w doświadczeniach polowych mieści się zazwyczaj w zakresie od 45 do 65%, podczas gdy w praktyce w gospodarstwach rolników często nie przekracza 50%. Pozostała część podlega spływom do wód gruntowym, ulatnianiu się do atmosfery oraz immobilizacji przez mikroorganizmy glebowe.
Podstawowym warunkiem pozwalającym na zwiększenie wykorzystania azotu przez rośliny jest stosowanie efektywnego systemu gospodarki azotem nawozowym, uwzględniającego przede wszystkim:
– właściwy termin, dawkę i formę stosowanego nawozu,
– odpowiednio dobrany gatunek/odmianę rośliny,
– ochronę roślin przed chwastami, patogenami i szkodnikami,
– kontrolowanie pH oraz stanu zasobności gleby w składniki pokarmowe, co warunkuje pobieranie i przetwarzanie azotu w plon oraz kształtuje wykorzystanie dostępnych zasobów wody i N (tabela 1).
Tabela 1. Wybrane czynniki warunkujące efektywność wykorzystania azotu przez rośliny z nawozów mineralnych.
| Czynnik | Charakterystyka |
| Właściwy termin, dawka i forma stosowanego nawozu | Azot efektywnie oddziałuje na plon, jeśli zsynchronizujemy uwalnianie dostępnych jego form z dynamiką pobierania, a tym samym zapewnimy optymalne zaopatrzenie roślin w N w krytycznych fazach formowania plonu. Stosowanie azotu niedostosowane do potrzeb nawozowych agroekosystemów przyczynia się do pogorszenia jakości i wielkości plonów, obniża efektywność jego wykorzystania i nasila straty. Stąd kluczowym czynnikiem jest postępowanie zgodnie z zasadą tzw. 4R (Right fertilizer source at the Right rate, at the Right time and in the Right place), tj. właściwa forma nawozu zastosowana we właściwej dawce, we właściwym czasie i właściwie umiejscowiona. |
| Odpowiednio dobrany gatunek/odmiana rośliny | Rośliny posiadają genetycznie uwarunkowany potencjał plonowania, a szybkość gromadzenia azotu w krytycznych fazach formowania plonu określa stopień jego wykorzystania. Rośliny uprawne różnią się nie tylko wymaganiami pokarmowymi, ale również zróżnicowanym zapotrzebowaniem na powietrze i zdolnością do pokonywania barier mechanicznych. Poprzez dobór roślin w zmianowaniu możemy aktywnie kształtować zasoby glebowe w sposób pozwalający na uzyskiwanie ekonomicznie opłacalnych plonów. |
| Ochrona przed chwastami, patogenami i szkodnikami | Chwasty łatwo aklimatyzujące się do niekorzystnych warunków wzrostu, oddziałujące allelopatycznie i tworzące zbiorowiska wielogatunkowe stanowią konkurencję dla roślin uprawnych w stosunku do wody, światła oraz składników pokarmowych. Oprócz chwastów, również choroby i szkodniki należą do grupy biologicznych czynników ograniczających wzrost i plonowanie roślin. Przy czym wyraźnie korzystniejszy efekt plonotwórczy azotu można otrzymać, gdy w pierwszej kolejności chronimy organy absorpcji składników pokarmowych (korzenie) oraz zapewnimy dostateczne zaopatrzenie roślin w składniki zwiększające szybkość przemian azotu w białka (K, Mg, S) czy mechaniczną odporność na infekcję i/lub atak szkodników (Ca, B, Cu). |
| Dostępność wody w glebie | Woda stanowi naturalny nośnik składników pokarmowych w glebie, a ze względu na fakt, że produkcja roślinna zazwyczaj przebiega w warunkach ograniczonej jej dostępności w krytycznych fazach formowania się plonu, istotnie limituje realizację potencjału plonotwórczego roślin uprawnych. Szczególnie susze występujące podczas wiosennego i wczesnoletniego okresu wegetacji silnie hamują wzrost roślin, co skutkuje redukcją plonowania. Nie należy przy tym zapominać, że procesy fizjologiczne roślin przebiegają w miarę sprawnie podczas stresu wodnego, gdy są dobrze zaopatrzone w składniki pokarmowe przed i w trakcie działania czynnika stresowego. |
| Regulacja pH | Wartość pH gleby poniżej poziomu optymalnego dla azotu (pH 6-8) prowadzi do szybkiego spadku jego efektywności plonotwórczej. Przy pH <4,8 występują zakłócenia w jego pobieraniu i znaczne ograniczenie efektywności nawożenia. Nasilają się również straty N. Obserwowany przyrost plonów pod wpływem aplikacji wapna nawozowego jest w głównej mierze wynikiem poprawy systemu korzeniowego oraz polepszenia właściwości środowiska wzrostu roślin (właściwości fizycznych, fizykochemicznych i biologicznych), co przyczynia się do lepszego wykorzystania składników. |
Zadbaj o wapń, fosfor, potas, magnez i siarkę!
Aby poprawić efektywność azotu warto zadbać o odpowiednie zaopatrzenie roślin w pozostałe składniki pokarmowe takie jak: fosfor, potas, wapń, magnez i siarkę.
Skutkuje to:
– wzrostem plonu,
– zwiększeniem zawartości białka,
– poprawą
– zmniejszeniem zawartości niebiałkowych połączeń azotu (azotanów, wolnych aminokwasów, amidów),
– u roślin motylkowatych – silną symbiozą z bakteriami brodawkowymi.
„Lepsze zaopatrzenie roślin w fosfor, potas, wapń, magnez i siarkę skutkuje zwiększeniem pobrania azotu z gleby, ale również jego wydajnego przekształcenia w biomasę roślin z zachowaniem wysokiej jakości plonu.”
Wapń
Jeśli odczyn gleby wyraźnie spadnie poniżej optymalnego dla danego stanowiska, to wykorzystanie azotu z gleby szybko spada o 40-50%. Nawozy wapniowe można stosować na przedwiośniu, nawet pogłównie, bo nie ma ograniczeń prawnych. Natomiast problemem może być szerokość rozrzutu, którą wyznaczają ścieżki technologiczne. Drobne wapno trudno rozsiać szerzej niż na 15 m.
Fosfor
Na efektywność plonotwórczą wody i azotu wpływają te czynniki plonotwórcze, które warunkują dostateczne pobranie i zaopatrzenie uprawianej rośliny w krytycznych fazach formowania plonu. W pierwszej grupie czynników, pomijając odczyn, znajdują się fosfor i potas. Fosfot decyduje o realizacji plonu, którego podstawowe elementy wykształciły się wcześniej w okresie wegetacji. Na początku wegetacji składnik ten odpowiada za formowanie się systemu korzeniowego, a w okresie wznowienia wegetacji przez rośliny ozime jest niezbędny do regeneracji systemu korzeniowego. Dobrze rozwinięty system korzeniowy dla upraw polowych umożliwia pobranie większych ilości składników pokarmowych, łatwiejszy dostęp do wody w glebie, tym samym lepsze pobieranie azotu (większy pionowy zasięg pobrania).
Dla nawozów fosforowych stosowanych na przedwiośniu kluczowa jest rozpuszczalność w wodzie. Fosfor nie jest wypłukiwany, ale podlega procesowi uwsteczniania. Z biegiem czasu staje się coraz mniej dostępny dla roślin. Rozważając wiosenne nawożenie fosforem warto się upewnić, że wybrany nawóz dobrze rozpuszcza się w wodzie.
Średnie pobranie makroskładników przez ważniejsze rośliny uprawne przedstawia tabela 2. Fosfor bardzo trudno przemieszcza się w glebie i zdecydowanie powinien być wprowadzony przed siewem (latem lub jesienią). Od marca wskazane jest nawożenie fosforanem amonu (DAP). Zawarty w nim fosfor jest rozpuszczalny w wodzie, a azot występuje w postaci amonu i nie jest wypłukiwany nawet przy wczesnym nawożeniu.
Tabela 2. Średnie pobranie makroskładników przez ważniejsze rośliny uprawne.
| Roślina | Plon główny (dt/ha) | Średnie pobranie (kg/ha) | |||
| P2O5 | K2O | MgO | S | ||
| Rzepak ozimy (+ słoma) | 40 | 72 (100) | 40 (240) | 20 (30) | 40-50 |
| Pszenica ozima (+ słoma) | 80 | 64 (73) | 48 (120) | 16 (25) | 20-30 |
| Jęczmień ozimy (+ słoma) | 80 | 64 (81) | 48 (143) | 16 (27) | 20-30 |
| Kukurydza | 180 s.m. | 82 | 290 | 70 | 50-60 |
| Groch i bobik (+ słoma) | 40 | 46 (70) | 56 (160) | 8 (30) | 40-50 |
| Trawy polowe | 100 s.m. | 80 | 300 | 30 | 40-50 |
* w nawiasach podano pełne zapotrzebowanie: plon główny + uboczny
Potas
Potas jest jednym z najważniejszych składników pokarmowych, który kontroluje gospodarkę wodną oraz decyduje o efektywności nawożenia azotem (wspólnie z magnezem, siarką, fosforem oraz mikroskładnikami). Z tego powodu rośliny już w początkowych fazach wzrostu powinny być zabezpieczone w ten pierwiastek. Roślina pobiera ten składnik pokarmowy w całym okresie wzrostu, przy czym najwięcej w fazie szybkiego wzrostu wydłużeniowego (strzelanie w źdźbło). Niewystarczająca ilość potasu przy jednoczesnym wysokim nawożeniu azotem powoduje, że wydłużające się tkanki są słabe, roślina jest bardziej podatna na wyleganie oraz porażenie przez choroby. Ponadto pierwiastek ten pozytywnie oddziałuje na gospodarkę wodną rośliny, a także zmniejsza stres roślin. Rośliny dobrze odżywione potasem wykazują silniejszy system korzeniowy, co pozwala na lepsze wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych oraz z rezerw składnika w glebie.
Na glebach bardzo lekkich składnik ten jest wypłukiwany, a na gliniastych przemieszcza się na głębokość 0,8-1,2 m, skąd większość roślin nie potrafi go pobrać. Szczególnie wysokie zapotrzebowanie na potas ma rzepak, kukurydza, słonecznik i użytki zielone. Warto pamiętać, że pobranie nie oznacza wyniesienia składnika z plonem. Rzepak ma zapotrzebowanie 6 kg/dt, a w nasionach gromadzi 1 kg/dt. Stąd potrzeby wymienionych upraw ciężko pokryć nawet przy umiarkowanym stosowaniu obornika. Potas zasadniczo powinien być stosowany jesienią, bo wzmacnia mrozoodporność. Ale jeśli dawka była zmniejszona, to umiarkowana ilość spełni swoją rolę również na przedwiośniu (pogłównie do 30 kg K2O/ha).
Siarka
W roślinach siarka aktywuje procesy odpowiedzialne za metabolizm azotu i węgla, przez co przyspiesza przemiany pobranego przez roślinę azotu w białko. Przy dobrym odżywieniu siarką większa ilość azotu pobranego przez rośliny jest wbudowywana w związki organiczne. Z kolei przy niedożywieniu tym składnikiem dochodzi do obniżenia wydajności fotosyntetycznej roślin, co skutkuje zmniejszeniem tworzenia cukrów i białek, a w konsekwencji mniejszym plonowaniem roślin. Konieczne jest regularne dostarczanie siarki ze względu na brak jej w glebie, a zawartość w nawozach organicznych zwykle jest przeszacowana, poza tym jest w dużej mierze związana organicznie. Ta forma nie jest dostępna dla roślin. Przekształcenie siarki związanej organicznie jest wolniejsze niż uwalnianie azotu. Zrównoważone nawożenie tym składnikiem poprawia wykorzystanie azotu i odwrotnie, brak siarki prowadzi do słabego wykorzystania użytego azotu.
Rynek oferuje nawozy zawierające siarkę w różnej postaci. Wybór produktu zawierającego siarkę elementarną (S) nie jest najlepszy, bo najpierw bakterie muszą ją przekształcić w jon siarczanowy (SO4–), żeby rośliny mogły go pobrać. Inne nawozy siarkowe zawierające formę siarczanową nie wykazują różnic w skuteczności.
Magnez
Właściwe odżywienie roślin w magnez wpływa na rozwój systemu korzeniowego, aktywuje procesy odpowiedzialne za pobieranie składników mineralnych z gleby, tym samym powoduje lepsze wykorzystanie azotu. W efekcie poprawia jakość białka i ogranicza zawartość azotanów. Stanowisk o wysokiej zasobności w magnez nie należy dodatkowo nim nawozić. Można też rozważyć wybór nawozu siarkowego bez magnezu. Jeśli istnieje zapotrzebowanie na magnez, w klasycznej strategii nawożenia zaleca się go zastosować doglebowo w dawce 1,5-2,0 dt/ha siarczanu magnezu.
Pomyśl o mikroskładnikach!
Do grupy pierwiastków które kształtują gospodarkę azotową w roślinie należą: cynk, mangan, miedź i molibden. Pierwiastki te są aktywatorami wielu enzymów i odpowiedzialne są za przemiany pobranego przez rośliny azotu.
Cynk, który szczególnie korzystnie oddziałuje na kukurydzę, stymuluje w niej szereg procesów fizjologicznych. Podany we wczesnych fazach rozwojowych rośliny (3-4 liście) powoduje w niej wzrost aktywności auksyn oraz zwiększenie pobieranie azotu przez rośliny. W późniejszych fazach rozwojowych kukurydzy cynk wpływa na wzrost aktywności anhydrazy węglanowej i zwiększa wydajność fotosyntezy. Rośliny dobrze odżywione cynkiem lepiej wykorzystują azot, co jak wiadomo ostatecznie wpłynie pozytywnie na plon.
Mangan odgrywa szczególną rolę w gospodarce azotowej roślin ozimych. Pierwiastek ten pozytywnie wpływa na pobieranie składników pokarmowych, głównie we wczesnych fazach rozwojowych. Jest odpowiedzialny za intensywność fotosyntezy oraz bierze udział w przemianie związków azotowych i węglowodanów. Zboża i rzepak dobrze odżywione manganem odwdzięczają się wyższym plonem. Mangan wpływa na liczbę kłosów (łuszczyn) i ziarniaków w kłosie (nasion w łuszczynie). Pierwiastek ten podaje się oziminom dolistnie, często łącząc go ze środkami ochrony roślin.
Również miedź oddziałuje korzystnie na zboża, wpływając na gospodarkę azotową. Pierwiastek ten odgrywa ważną rolę wa tworzeniu się chlorofilu oraz budowie ścian komórkowych. Dokarmione dolistnie miedzią zboża wytwarzają większą liczbę kłosów oraz gromadzą więcej azotu w ziarnie. Zatem miedź może podnieść wartość technologiczną ziarna. Najbardziej optymalnym terminem zastosowania miedzi to faza krzewienia BBCH 29 oraz pierwszego kolanka BBCH 31.
Na gospodarkę azotową wpływa również molibden. Jest on składnikiem enzymu zwanego reduktazą azotanową, która to z kolei bierze udział w metabolizmie azotu. Ponadto wpływa na syntezę chlorofilu, a więc warunkuje prawidłowy przebieg fotosyntezy.
