Na skutek działalności rolniczej z plonami roślin zabierane są bezpowrotnie z gleby składniki pokarmowe, a ubytek ich należy uzupełniać nawozami. Jednym z ważniejszych zabiegów agrotechnicznych w integrowanej produkcji jest nawożenie. Przyjmuje się że około 50-60 % wzrostu plonu wynika ze stosowania nawożenia. Wraz z intensyfikacją nawożenia mineralnego do praktyki rolniczej musi wkraczać coraz większa wiedza rolnicza, gdyż jednocześnie wzrasta prawdopodobieństwo popełniania błędów agrotechnicznych. Chcąc ich uniknąć należy stosować następujące zasady:
• rozwijać nawożenie mineralne stosując jednocześnie racjonalne nawożenie organiczne
• zachować właściwe proporcje w stosowaniu poszczególnych składników pokarmowych
• dostosowywać dawki nawozów mineralnych do gatunków i odmian roślin uprawnych
• układać plany nawożenia na podstawie wyników badań zasobności gleb w podstawowe składniki pokarmowe
• utrzymywać odpowiedni odczyn gleby, zapewniający dobre wykorzystanie nawozów
• jak najstaranniej wykonywać wszystkie zabiegi agrotechniczne warunkujące efektywność nawożenia mineralnego
Jednym z elementów wiedzy o prawidłowym nawożeniu jest znajomość wpływu podstawowych składników pokarmowych na wzrost i rozwój roślin.
Azot
W suchej masie roślin stanowi zaledwie 1-3%, lecz jest składnikiem niezwykle ważnym, wchodzi on bowiem w skład związków o podstawowym znaczeniu dla życia i wzrostu roślin, takich jak:
• aminokwasy z których zbudowane są wszystkie białka enzymatyczne, strukturalne i zapasowe
• nukleotydy, zawierające heterocykliczne pierścienie z azotem, magazynują i przenoszą energię, transportują wodór i elektrony w fotosyntezie i oddychaniu, biorą udział w metabolizmie kwasów tłuszczowych
• chlorofile i cytrochromy uczestniczące w fotosyntezie i oddychaniu
• fosfolipidy, w skład których wchodzą zasady amoniowe będące zasadniczym składnikiem membran plazmatycznych
• związki azotowe pochodzenia wtórnego, takie jak alkaloidy, substancje cyjanogenne, olejki gorczyczne występujące w niektórych tylko roślinach
Zawartość azotu w glebie zależy od zawartości w niej materii organicznej i wynosi od 0,02 do 0,6%, a w glebach torfowych do 3,5%. W 20 centymetrowej warstwie gleby na powierzchni 1 ha przy zawartości azotu 0,1% znajduje się 3000 kg azotu. Jednak tylko 1-3% z tej ilości, czyli 30-90 kg N, może ulec w glebie mineralizacji, z czego około 1/3 może być pobrana przez rośliny. Dodatkowo kilka kilogramów azotu może być dostarczone w wyniku wiązania biologicznego wolnego azotu z powietrza przez bakterie glebowe oraz z opadami i wyładowaniami atmosferycznymi. Innym ważnym źródłem azotu w glebie może być uprawa roślin motylkowych, które wiążą od 80 do nawet 400 kg azotu atmosferycznego na hektar. Z dawką 30 t/ha obornika dostarcza się około 150 kg N/ha, z czego w pierwszym roku wykorzystane może być 20-30%, czyli ok. 30-45 kg. Z nawozów mineralnych azot wykorzystywany jest najczęściej w 50-70%
Rośliny pobierają azot z gleby w głównie w formie azotanowej (saletrzanej) lub amonowej. Forma saletrzana pobierana jest szybciej, a forma amonowa wolniej. W warunkach gleb kwaśnych lepiej pobierana jest forma saletrzana, a gleb obojętnych - amonowa. Należy podkreślić, że forma amonowa jest formą typowo przedsiewną gdyż jest dobrze sorbowana przez kompleks sorpcyjny oraz jest lepiej pobierana w niższych temperaturach. Forma saletrzana jest forma pogłówną, gdyż bardzo wolno pobierana jest w niskich temperaturach i łatwo ulega wymywaniu.
Objawy niedoboru azotu:
• silnie zahamowany wzrost części nadziemnych i podziemnych
• pędy krótkie i cienkie
• liście bladozielone, małe, żółknące we wczesnych stadiach przybierające później odcień żółto pomarańczowy lub czerwony. Objawy zaczynają się na starszych liściach i przenoszą się na młodsze.
• roślina wytwarza niewiele pędów bocznych, boczne pączki zamierają
• kwitnienie jest ograniczone i w rezultacie uzyskujemy niski plon
Fosfor
Ogólna zawartość fosforu w glebach wynosi od 0,02 do 0,3% P2O5. Gleby próchnicze zawierają więcej fosforu niż mineralne. Fosfor jest pierwiastkiem, w przeciwieństwie do azotu, bardzo słabo przemieszczającym się w glebie.
Fosfor występuje w roślinie w związkach o podstawowym znaczeniu dla metabolizmu:
• nukleotydy - magazynujące i przenoszące energię, transportujące wodór w procesach oksydoredukcyjnych, przenoszące grupy czynne.
• kwasy nukleinowe
• estry fosforanowe cukrów
• fosfolipidy
• zapasowe związki fosforu
Związki fosforu pełnią centralną rolę w metabolizmie komórkowym i o wiele łatwiej jest znaleźć taki proces, w którym fosfor bierze udział, niż taki w którym jest on nieobecny. Szczególnie duża jest rola fosforu w procesach związanych z gromadzeniem i przekazywaniem energii, polegających na pobieraniu i oddawaniu elektronów. Wypływa to z pewnych specyficznych właściwości fosforu.
Rośliny pobierają fosfor w formie jonów z roztworu glebowego. Im zawartość przyswajalnych form fosforu jest większa oraz im większa jest wilgotność gleby, tym pierwiastek ten jest lepiej pobierany. Niektóre rośliny mają zdolność do rozpuszczania fosforanów i tak rośliny motylkowe lepiej pobierają fosfor niż zboża, a zboża lepiej jak rzepak. Pobieranie fosforu zależy również od wieku rośliny. Procesowi temu sprzyjają również:
• większa zawartość substancji organicznej w glebie
• obecność w glebie jonu amonowego i magnezowego
• prawidłowe oświetlenie roślin i obecność tlenu w podłożu
Już w pierwszych tygodniach wzrostu rośliny powinny być zaopatrzone w odpowiednią ilość przyswajalnego fosforu, ponieważ jest to tak zwany okres krytyczny wzrostu roślin. Późniejsze dokarmianie roślin fosforem nie wyrównuje ujemnych skutków głodu w okresie krytycznym ze względu na:
• duże potrzeby względem fosforu w okresie krytycznym
• dużą dynamikę pobierania fosforu już w pierwszych miesiącach wegetacji
• małą ruchliwość fosforu
• słabo rozwinięty system korzeniowy roślin w początkowym okresie wzrostu
Konieczne jest zatem przedsiewne nawożenie fosforem w taki sposób, aby wymieszać nawóz
z wierzchnią warstwą gleby. Skutki głodu fosforowego u roślin uprawnych występują tym silniej, im gleba jest mniej zasobna w fosfor oraz im bardziej jest kwaśna. Dlatego głód fosforowy występuje na glebach ubogich, kwaśnych, nie wapnowanych, nawożonych niskimi dawkami fosforu i w przypadku jednostronnego nawożenia azotem. Fosfor jest składnikiem pokarmowym, który w dużym stopniu niweluje niekorzystne objawy występujące we wzroście i rozwoju roślin, wywołane nadmiarem azotu w glebie. W warunkach dobrego zaopatrzenia w fosfor utrzymana jest wierność plonów - ograniczone są wahania plonów powodowanych niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi. Znany od dawna jest fakt prawidłowego wykształcania się części generatywnych roślin oraz zwiększenia sztywności łodyg, co przeciwdziała wyleganiu.
Objawy niedoboru fosforu na roślinach:
• silnie zahamowany wzrost części podziemnych i nadziemnych
• pędy krótkie i cienkie, pokrój rośliny sztywny (strzelisty)
• liście matowe, ciemne, niebieskozielone, często z odcieniem purpurowym lub fioletowym
• czasami brązowe, matowe plamy lub uschnięte na brązowo brzegi liści
Potas
Spośród wszystkich składników pokarmowych potas, na równi z azotem występuje w roślinach w największym stężeniu, 2-5% K w suchej masie. Potas znajduje się w roślinie niemal wyłącznie w formie jonowej i nie wchodzi w połączenia organiczne. Potas spełnia w roślinie trzy zasadnicze funkcje fizjologiczne
• regulacja gospodarki wodnej - cytoplazmatyczne błony komórkowe są łatwo przepuszczalne dla potasu, który może być pobierany przez rośliny zarówno biernie, przy dużych stężeniach w roztworze glebowym, jak i w sposób czynny, przy małych stężeniach w roztworze. Przy dobrym zaopatrzeniu roślin w potas ułatwiony jest przepływ wody przez komórki korzenia i jej transport w wiązkach przewodzących. Potas odgrywa zasadniczą rolę w otwieraniu i zamykaniu aparatów szparkowych w liściach. Rośliny dobrze zaopatrzone w ten składnik pokarmowy mają niższy współczynnik transpiracji tzn. zużywają mniej wody wyprodukowanie jednostki suchej masy. Rośliny takie lepiej przetrzymują okresy suszy, wolniej więdną i przy niedoborze wody wykazują większy, niż przy braku potasu, współczynnik asymilacji netto. Duże stężenie potasu w soku komórkowym zwiększa turgor komórek i pośrednio przyspiesza proces wzrostu roślin. potas występuje w większych stężeniach w młodych, rosnących częściach roślin obejmujących również struktury merystematyczne i dlatego ważne jest dobre zaopatrzenie w ten składnik od początku rozwoju.
• aktywacja enzymów - według obecnych badań ponad 60 różnych reakcji enzymatycznych jest aktywowanych przez jon potasowy. Poprzez te reakcje potas reguluje procesy nagromadzania, transportu i magazynowania substancji organicznych w roślinie. W szczególności pod wpływem potasu, zwiększa się aktywność fotosyntezy i szybkość odprowadzania asymilatów z liści do innych organów rośliny. Synteza związków organicznych wymaga dużych nakładów energii, którą roślina czerpie z wysokoenergetycznych połączeń fosforowych. W powstawaniu tych połączeń dużą rolę odgrywa jon potasowy. Potas stymuluje również procesy syntezy białek, cukrów prostych i złożonych oraz tłuszczów. Obok procesów syntezy wymienionych związków organicznych potas ułatwia ich transport w roślinie i zwiększa pojemność organów zapasowych przy ich nagromadzaniu.
• zwiększanie odporności roślin - potas zwiększa odporność roślin na różnego rodzaju czynniki. Duże stężenie jonów, przede wszystkim potasowych w soku komórkowym podwyższa punkt zamarzania soku i tym samym zwiększa mrozoodporność roślin. Znane jest także korzystne działanie potasu polegające na zwiększaniu odporności roślin na różne patogeny, głównie bakterie i grzyby. Efekt ten polega na wytwarzaniu przez rośliny grubszych błon komórkowych, które utrudniają wnikanie czynników chorobotwórczych. Ponadto przy dobrym zaopatrzeniu roślin w potas, zmniejsza się stężenie w soku komórkowym rozpuszczalnych związków azotowych, amidów i aminokwasów stanowiących źródło zaopatrzenia bakterii i grzybów w azot mineralny. Związki te w obecności jonów potasu, a ściślej przy odpowiednim stosunku N:K ulegają szybko przekształceniom w połączenia w wysokocząsteczkowe bardziej odporne na rozkład mikrobiologiczny. Według ostatnich badań dobre zaopatrzenie roślin zbożowych w potas zmniejsza
i podatność na mszyce.
Objawy niedoboru potasu w roślinie objawiają się w następujący sposób:
• pokrój jest zwiędły, co jest wynikiem obniżenia turgoru wskutek zaburzeń w gospodarce wodnej, liście, zwłaszcza starsze, więdną i stają się wiotkie
• liście są matowe, niebieskozielone, czasem może objawić się lekka chloroza, szczególnie między żyłkami
• na starszych liściach występuje brązowienie wierzchołków, zasychanie brzegów liści i zwijanie się do góry albo brązowe plamy, zwykle w pobliżu brzegu
• międzywęźla są skrócone
• system korzeniowy jest skąpy
• przy dużym niedoborze u zbóż pędy główne giną, występują liczne pędy boczne, a tylko nieliczne wytwarzają kłosy.
Stosowanie nawożenia jest zawsze skuteczne, ale aby było racjonalne, należy pamiętać
o kilku zasadach:
• intensywna produkcja, czyli uzyskanie wysokich plonów wymaga wysokich nakładów, w tym na nawozy
• produkcja na średnim poziomie powinna być prowadzona przy oszczędnym nawożeniu
• wysoką jakość płodów rolnych uzyskuje się w wyniku zrównoważonego i starannego nawożenia
• należy ograniczać szkodliwy wpływ nawożenia na środowisko
• żyzność gleby, pomimo intensywnego pobierania składników pokarmowych przez rośliny uprawne, powinna być utrzymana, a nawet poprawiana.
W kolejnej części artykułu omówię znaczenie pozostałych składników pokarmowych, w tym ważniejszych mikroelementów oraz zasady nawożenia.
 |
Jan Soloch LODR Oddział Lubniewice |