Nawożenie w warunkach suszy

To ważny problem, który jakoś trzeba rozwiązać. Pani dr Tamara Jadczyszyn, specjalistka IUNG PIB Puławy, zajmuje się także tym zagadnieniem w swojej codziennej pracy. Korzystając z okazji, że gościmy Panią na konferencji, proszę o komentarz do tego stwierdzenia. Co w takiej sytuacji ma robić rolnik. Jak sobie radzić?

T.J.: Ten problem trzeba rozpatrywać w takich aspektach jak nawożenie gleby, żywienie samych roślin czy  stymulacja wzrostu roślin w warunkach stresowych.

Gdy chcemy uzyskać satysfakcjonujący plon najważniejsze jest przygotowanie dobrego stanowiska dla wzrostu roślin, a to oznacza, że gleba musi mieć odpowiednią strukturę i musi być zdolna do magazynowania dużej ilości wody oraz utrzymania składników pokarmowych dla roślin. Najważniejszymi czynnikami strukturotwórczymi są odczyn gleby (pH) i materia organiczna, ponieważ na skład mechaniczny gleby nie mamy żadnego wpływu, jest on wynikiem procesów glebotwórczych. Regulacja odczynu gleby jest podstawowym warunkiem efektywnego nawożenia w każdych warunkach, tym bardziej, gdy brakuje wody. Zakwaszenie gleby zmniejsza dostępność składników mineralnych dla roślin (uwstecznianie, immobilizacja składników), hamuje rozwój systemu korzeniowego i penetrację gleby, wskutek czego ogranicza pobieranie składników pokarmowych przez rośliny i zwiększa ryzyko strat niepobranych składników nawozowych (wymywanie, erozja, odparowanie). Każdy gatunek roślin ma swój minimalny i optymalny zakres pH, przy którym prawidłowo się rozwija i odpowiednio pobiera składniki pokarmowe. Wg Grzebisza dla zbóż minimalne pH wynosi 4,5.

Wpływ odczynu gleby na rozwój systemu korzeniowego

Źródło: Grzebisz

Wysokie zakwaszenie gleby bardziej wpływa na zboża jare niż ozime z bardzo prostej przyczyny. Rośliny jare mają mało czasu na wytworzenie korzeni i pobranie wystarczającej ilości składników pokarmowych dla zbudowania plonu. Przy braku wody dodatkowy stres spowodowany zbyt niskim lub zbyt wysokim pH ma bardzo negatywny wpływ na pobieranie składników pokarmowych, a w efekcie na plonowanie. Do uprawy na swoich polach powinniśmy wybierać gatunki, najlepiej dostosowane do warunków glebowych ukształtowanych przez naturę i modyfikowanych przez zabiegi agrotechniczne. Nawożenie będzie dla nich najbardziej efektywne, a więc także najtańsze w optymalnych warunkach. W tabeli pokazano zakresy optymalne dla podstawowych gatunków. Ta wiedza powinna być dla każdego rolnika podstawą budowania płodozmianów także ze względu na susze.

Tabela. Optymalne zakresy pH dla podstawowych gatunków roślin

Wymagania w stosunku do pH gleby	Gatunek rośliny	Optymalny zakres  pH gleby	Uwagi do płodozmianu
Bardzo niskie i niskie	Łubin żółty	4,0–6,0	Gatunki do płodozmianów na glebach najsłabszych
	ziemniak	4,0–6,5
	żyto	4,0–6,5
	owies	4,5–6,0
	seradela	4,5–6,5
Średnie wymagania z większą tolerancją na niskie pH gleby	gryka	5,0–6,5	Gatunki do płodozmianów na gleby średnie i słabsze
	koniczyna biała	5,0–6,5
	pszenżyto	5,0–7,0
Średnie wymagania z mniejsza tolerancją na niskie pH gleby	len	5,5–6,5	Gatunki do płodozmianów na gleby średnie i lepsze
	kukurydza	5,5–7,0
	koniczyna czerwona	5,5–7,0
	trawy	5,5–7,0
	pszenica	5,5–7,5
	rzepak	5,5–7,5
Wysokie wymagania w stosunku do pH gleby	soja	6,0–7,0	Gatunki do płodozmianów na glebach najlepszych
	burak cukrowy	6,0–7,5
	jęczmień	6,0–7,5
	Bobik, groch, fasola	6,0–7,5
	Łubin biały	6,0–7,5
	lucerna	6,0–7,5

Rodzaje wapna nawozowego, jakie występują na rynku to tlenkowe (palone) – CaO (szybkodziałające, na gleby cięższe, dobrze uwilgotnione), węglanowe – CaCO3 (wolnodziałąjące, na gleby lekkie) i hydratyzowane – Ca(OH)₂. Ważna jest też formulacja. Często wapno poddane jest granulacji w celu ułatwienia transportu i rozsiewu na polu. 

Drugim istotnym czynnikiem strukturotwórczym mającym znaczenie dla żywienia roślin jest materia organiczna gleby. Jej zasoby mogą być do pewnego stopnia regulowane przez odpowiednie działania rolników, takie jak: stosowanie płodozmianu i uprawę poplonów pozostawiających na polu duże ilości resztek roślinnych oraz stosowanie różnego rodzaju nawozów organicznych, w tym naturalnych. Słoma czy inne resztki po zbiorach roślin uprawnych powinny zostać zagospodarowane na polach, na których zostały wyprodukowane. Poplony i międzyplony powinny na stałe wejść do płodozmianów. Rośliny poplonowe powinny być wysiewane w mieszankach z roślin łatwo i szybko rozkładających się po ich przemarznięciu czy mechanicznym zniszczeniu. Szczególnie ważne i dobre jest, jeśli wśród takiej mieszanki będą rośliny bobowate. Oczywiście składniki pokarmowe z tych roślin nie będą natychmiast dostępne, ale systematycznie stosowane stopniowo przekształcają się w związki próchniczne, które decydują o pojemności sorpcyjnej gleb i ich zdolności do gromadzenia wody. 

Fot. M. Rząsa

M.R.: Drugie pytanie to – jak nawozić pola pod rośliny?

T.J.: Spośród składników pokarmowych największe znaczenia dla większej odporności na suszę ma fosfor ze względu na ogromny wpływ na rozwój systemu korzeniowego i potas, który oprócz tego, że wpływa na mrozoodporność jest niezmiernie ważny w gospodarowaniu wodą przez roślinę, ponieważ reguluje proces transpiracji, czyli parowania wody przez aparaty szparkowe w liściach. Zarówno nawozy potasowe, jak i fosforowe muszą być stosowane przedsiewnie. Nie ma praktycznie możliwości interwencyjnego nawożenia w przypadku stwierdzenia niedoboru składników w okresie wegetacji roślin, a ponadto ich pobieranie zachodzi najintensywniej we wczesnych fazach rozwojowych. W warunkach niedoboru wody składniki pokarmowe powinny być dostarczane w postaci możliwie najłatwiej rozpuszczalnej. W przypadku nawozów fosforowych dostępnych na rynku jest to fosforan amonu lub nowość ostatnich lat – płynny polifosforan amonu.

M.R.: Mając na uwadze większą częstotliwość susz, jakie obecnie występują i znaczenie materii organicznej w glebie od razu nasuwa się – i słusznie – myśl, że obornik czy płynne nawozy naturalne, a więc gnojowica i gnojówka mogą w tym pomóc?

T.J.: Jeżeli gospodarstwo ma własne nawozy naturalne lub ma możliwości ich nabycia, powinny być one w pierwszej kolejności rozdysponowane w płodozmianie pod rośliny o długim okresie wegetacji. Dzięki temu składniki pokarmowe uwalniane stopniowo w procesie mineralizacji będą lepiej wykorzystane. Ponadto musimy pamiętać o systematycznych badaniach odczynu i zasobności gleby w fosfor, potas i magnez. Efektywność nawożenia w dużym stopniu zależy od kwasowości gleby (pH), ale nie wolno łączyć zabiegu wapnowania z aplikacją nawozów naturalnych ze względu na bardzo duże straty azotu  w formie amoniaku uchodzącego do powietrza. Jeśli konieczne jest wykonanie obu zabiegów w tym samym sezonie, to należy je wykonać w odstępie nie mniejszym niż 4 tygodnie. Po zastosowaniu  obornika na polu konieczne jest jak najszybsze  wymieszanie  z glebą, aby zapobiegać ulatnianiu się amoniaku. W przypadku gleb ciężkich mieszamy płycej, na glebach lżejszych nieco głębiej. Jeśli chodzi o stosowanie gnojowicy, to mając na uwadze susze oraz inne względy (strata azotu czy odór) używać powinniśmy aplikatorów wgłębnych, a więc wprowadzać nawóz bezpośerdnio do gleby. W okresie wegetacji możliwe jest zastosowanie w międzyrzędzia przy pomocy węży rozlewowych, na grunt między rosnące rośliny. Rozlewanie rozbryzgowe obecnie w ogóle nie wchodzi w rachubę. W warunkach niedoboru wody zastosowanie płynnych nawozów azotowych, np. RSM czy roztworu mocznika ma tę zaletę, że azot jest już rozpuszczony w wodzie, co ułatwia roślinom jego pobranie. Ale w tym przypadku precyzja wykonania samego zabiegu, termin zabiegu, jak i sprzęt muszą być odpowiednie. 

M.R.: Jak podawać azot i czy dokarmiać dolistnie, gdy jest susza?

T.J.: Nawozy azotowe stosuje się bezpośrednio przed siewem i w okresie wegetacji roślin. Podział całkowitej dawki azotu na części zaleca się z uwagi na dynamiczne przemiany tego składnika, które mogą powodować  jego straty z ekosystemu. Potrzeba aplikacji azotu w dawkach dzielonych wynika także z nieprzewidywalności warunków pogodowych. Wystąpienie ulewnych opadów powoduje wymywanie składnika wraz z wodą drenującą przez profil glebowy. Natomiast w warunkach niedosytu opadów niepobrany przez rośliny azot może ulegać stratom gazowym. W obu przypadkach efektywność wykorzystania składnika będzie niska. Podział całkowitej dawki azotu na mniejsze porcje umożliwia lepsze dostosowanie podaży składnika do zapotrzebowania roślin uzależnionego od ich aktualnej kondycji oraz warunków pogodowych.  

Nawozy azotowe mineralne są dobrze rozpuszczalne, a tym samym łatwo przyswajalne dla roślin. Niemniej konieczna jest obecność w środowisku przynajmniej niewielkich ilości wody, aby granule nawozu rozpuściły się i przeniknęły z powierzchni gleby (przy stosowaniu powierzchniowym) do strefy korzeniowej. Należy pamiętać, że w warunkach deficytu wody aplikacja dużych dawek nawozów powoduje wzrost zasolenia roztworu glebowego, a to hamuje pobieranie jonów przez rośliny. Najbardziej pożądaną formą azotu w warunkach niedoboru wody jest oczywiście roztwór saletrzano-mocznikowy (RSM) jako nawóz doglebowy oraz roztwór mocznika jako nawóz dolistny.

 Z drugiej strony nie należy przeceniać możliwości działań operacyjnych ograniczających skutki stresu suszy, takich jak dokarmianie dolistne roślin czy stosowanie stymulatorów. Chodzi o to, że zarówno dokarmianie dolistne, jak i stosowanie stymulatorów różnego typu, jeśli są stosowane niewłaściwie lub zbyt późno, a zwłaszcza gdy jest już susza, praktycznie nie mają korzystnego wpływu na kondycję roślin. To oznacza w praktyce, że wielu rolników w reakcji na stres, jaki wykazują rośliny chce im pomóc przez podanie dodatkowej porcji składników pokarmowych poprzez liście, ponieważ korzenie ze względu na suszę nie mogą pobrać odpowiedniej ilości wody i pokarmu. Niestety prowadzi  to najczęściej do przypalenia liści i pogorszenia ich kondycji, a na pewno zmniejszenia powierzchni asymilacyjnej liścia flagowego i podflagowego co w przypadku, np. pszenicy decyduje o wypełnieniu ziarna. Ryzyko jest bardzo duże i widać to wyraźnie na polach. To udaje się, gdy wykona się zabieg odpowiednio łagodną mieszaniną (ważne niskie stężenie i właściwy dobór nawozów czy stymulatorów) w odpowiednim czasie, czyli kiedy temperatury są znacznie niższe, zwłaszcza gdy wykorzystujemy krótkotrwałe ochłodzenie i przelotne opady. Gdy panują długotrwałe okresy posuchy z wysokim nasłonecznieniem, połączone z wysokimi temperaturami powyżej 25^oC, taki zabieg staje się nieefektywny, a nawet szkodliwy.

Niestety decyzje podejmuje rolnik sam na własne ryzyko i trzeba bardzo dobrze je skalkulować, pamiętając o tym, że rośliny same także włączają mechanizmy obronne. Warto jednak próbować nowych sprawdzonych już częściowo w praktyce sposobów łagodzenia stresu suszowego.

M.R.: Jakie to sposoby?

T.J.: Takie sprawdzone już sposoby to preparaty humusowe, krzemowe, aminokwasy, odpowiednio aplikowane mogą trochę pomóc. Na rynku aktualnie dostępna jest szeroka gama produktów zawierających kwasy humusowe wyekstrahowane z węgla brunatnego, leonardytów lub torfu. Aplikowane przedsiewnie doglebowo w odpowiednio dużych dawkach  zwiększają zawartość związków próchnicznych w glebie, a w konsekwencji poprawiają jej zdolność zatrzymywania wody. W tym przypadku spełniają  rolę organicznych nawozów lub środków poprawiających właściwości gleby. 

Roztwory kwasów humusowych o dużym rozcieńczeniu mogą być także stosowane pogłównie i wtedy spełniają rolę biostymulatorów. Ich działanie przejawia się przede wszystkim w stymulowaniu rozwoju systemu korzeniowego, dzięki czemu roślina może pobierać wodę z głębszych warstw profilu glebowego. Obecność kwasów humusowych zwiększa rozpuszczalność związków mineralnych, ułatwiając ich pobieranie przez rośliny. Stosowanie preparatów humusowych można zatem polecać jako zabieg ograniczający negatywne skutki deficytu wody w produkcji roślinnej.

Badania naukowe ostatnich lat wskazują na korzystne działanie krzemu na wzrost roślin w warunkach stresu wodnego. Składnik ten może w warunkach suszy skutecznie zmniejszać w roślinie presję stresu wodnego poprzez poprawę osmoregulacji (gromadzenie substancji kompatybilnych, np. cukrów, aminokwasów), ograniczenie strat wody i poprawę zaopatrzenia roślin w składniki mineralne. W badaniach Sienkiewicz-Cholewy  dolistna trzykrotna aplikacja krzemu w warunkach suszy glebowej zmniejszyła redukcję plonu pszenicy o 15% w stosunku do obiektu bez nawożenia tym składnikiem. Aplikacja doglebowa krzemu jeszcze skuteczniej łagodziła wpływ stresu wodnego na plon ziarna.

Coraz większą popularnością wśród producentów rolnych cieszą się biostymulatory zawierające w swoim składzie aminokwasy pochodzenia roślinnego. Synteza aminokwasów przez rośliny jest procesem długotrwałym i energochłonnym. Dostarczenie ich w gotowej postaci przyspiesza wzrost roślin, w szczególności stymuluje rozwój systemu korzeniowego, a także zwiększa zawartość chlorofilu w liściach roślin, intensyfikując proces fotosyntezy. Stosowanie aminokwasów ma szczególne znaczenie w warunkach stresowych, gdy rośliny są osłabione. Wykonanie oprysku po wystąpieniu stresu wodnego skutecznie  poprawia kondycję roślin i może przeciwdziałać stratom plonu.

M.R.: Dziękuję bardzo.

Z dr Tamarą Jadczyszyn specjalistką Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowego Instytutu Badawczego w Puławach rozmawiał Marek Radzimierski, KPODR