Wapń i siarka – dla rzepaku szczególnie ważne

Rzepak ozimy jest jedną z najbardziej żarłocznych upraw na naszych polach. Dla wielu, stwierdzenie to ma pewnie negatywny odcień, dlatego konieczne jest wyjaśnienie. Może narażę się dietetykom mówiąc, że w świecie roślin rozpoznanie, a potem spełnienie, potrzeb żywieniowych jest znacznie trudniejsze niż u człowieka. Z tego powodu na żarłoczność rzepaku należy spojrzeć szerzej niż tylko przez pryzmat standardowego dostarczenia pokarmu czyli składników mineralnych.

W tym kontekście należy wziąć pod uwagę:

1. Wielkość biomasy (nadziemnej i podziemnej), która dla plonu 4 t/ha wyniesie, co najmniej 16 t/ha = aspekt ilościowy (diagnoza gleby, a potem nawożenie);
2. Dynamikę i okres tworzenia tej biomasy = aspekt ilościowy + formulacja chemiczna nawozu;
3. Przygotowanie łanu na stresy abiotyczne i biotyczne oraz osiągnięcie oczekiwanej jakości plonu = szerokie spectrum działania składników mineralnych;
4. Specyficzne wymagania gatunku = wapń, siarka i bor;
5. Zbilansowanie składników nakierowane na zarządzanie azotem = ekonomia i ekologia.

Każdy z wymienionych punktów wymaga specjalnego potraktowania pod względem odpowiedniego zaopatrzenia rzepaku ozimego w wapń i siarkę.

Wapń

Jeszcze 20-30 lat temu panował pogląd, że wapnia w glebach jest dostateczna ilość i niezależnie od warunków, roślina znajdzie tyle składnika ile potrzebuje. Głębsze rozpoznanie potrzeb pokarmowych roślin wymagających (a taką jest rzepak ozimy) oraz intensyfikacja produkcji roślinnej prowadząca do systematycznego wzrostu poziomu plonów sprawiły, że podejście do gospodarki wapniem w układzie gleba-roślina znacznie się zmieniło.

W Polsce dominują gleby wytworzone ze skał macierzystych ubogich w związki wapnia, co znacznie ogranicza uwalnianie Ca²⁺ do roztworu glebowego. Ponadto, ciągle ponad 60% gruntów ornych wymaga natychmiastowego odkwaszania. Warto pamiętać, że w tych warunkach kompleks sorpcyjny wysycony jest kationami kwasowymi (H⁺ oraz Al³⁺ i pochodnymi). Skoro „zajęty” jest magazyn gleby, nieuniknioną konsekwencją staje się wymywanie pozostałych kationów, w tym Ca²⁺. Zamieszczone poniżej mapy nie pozostawiają żadnych wątpliwości. Na tle Europy, w Polsce problem z odczynem i wapniem jest naprawdę poważny.

Rycina 1. Odczyn i zawartość wapnia (Ca) w glebach Europy, w warstwie powierzchniowej. Źródło: Reimann i in. (2014)

Do niedawna wapń – jako pierwiastek – kojarzony był głównie z rolą jaką odgrywa w kształtowaniu właściwości gleby, zwłaszcza struktury. Związek z poprawą warunków rozwoju korzeni, w tym także dostępnością tlenu i wody nie mógł być kwestionowany. Jednocześnie znaczenie wapnia w funkcjonowaniu rośliny było/jest marginalizowane.

Wapń jest niezastąpiony w utrzymywaniu integralności struktury ścian oraz błon komórkowych. Kationy Ca²⁺ łącząc się z grupami karboksylowymi pektyn tworzą silne połączenia między łańcuchami tychże. W efekcie roślina zachowuje sztywny pokrój (fot. 1).

Fotografia 1. Pozornie „zwiędnięte” kwiatostany rzepaku ozimego – deficyt wapnia (fot. W. Grzebisz)

To jednak nie wszystko. Wapń wpływa także na wielkość porów w ścianie komórkowej, regulując wnikanie dużych cząsteczek, a także mikroorganizmów. W literaturze  opisany jest mechanizm uwalniania enzymów działających destrukcyjnie na wnikające do rośliny strzępki grzybów patogennych (ryc. 2). Warunkiem uruchomienia całego szlaku reakcji jest jednak odpowiednia dostępność Ca. W ten sposób dotykamy kolejnej funkcji wapnia jaką jest indukowanie odporności na działanie patogenów. Rozpoznano także wiele współdziałań wapnia z enzymami i hormonami roślinnymi w reakcji na stres abiotyczny wywołany suszą oraz oddziaływaniem temperatury.

Rycina 2. Znaczenie wapnia (i krzemu) w utrzymywaniu stabilności tkanek roślinnych; schemat obejmuje sąsiadujące komórki. Opracowano na podstawie Marschner (2022 i wcześniejsze); czarne punkty oznaczają Ca

W roku 2013 w renomowanym czasopiśmie Plants pojawiła się publikacja, autorstwa Vanneste i Friml’a, w której zwrócono uwagę na współdziałanie Ca²⁺ z substancjami wzrostowymi jakimi są auksyny. Napisano: „Ze względu na osiadły tryb życia rośliny muszą radzić sobie z ograniczeniami i stresami narzucanymi przez zmieniające się środowisko. Rośliny radzą sobie z nimi dzięki niezwykłej elastyczności, która jest wpisana w ich strategię przetrwania. Rośliny mogą dostosować swój rozmiar, kształt i liczbę organów, zginać się pod wpływem sił grawitacyjnych i światła oraz regenerować uszkodzone tkanki, wykorzystując koordynujący sygnał międzykomórkowy, hormon roślinny, auksynę. Innym uniwersalnym aktywatorem jest kation Ca²⁺, który jest kluczowym przekaźnikiem dla wielu szybkich procesów komórkowych podczas odpowiedzi na szeroki zakres sygnałów endogennych i środowiskowych, takich jak hormony, światło, stres suszy i inne. Jednym z  sygnałów aktywujących działanie Ca²⁺ jest auksyna”. W ten sposób wykazano nie tylko konieczność odpowiedniego zaopatrzenia roślin w wapń, lecz także znaczenie składników odpowiedzialnych za aktywność auksyn, w tym cynku i azotu.

Wapń zwiększa wydajność fotosyntezy, kontroluje podziały komórek i ich wzrost wydłużeniowy, co jest istotne w rozwoju biomasy nadziemnej i systemu korzeniowego (ryc. 3). Ponadto zmiany stężenie Ca²⁺ w roślinie wpływają na procesy starzenia i apoptozę. W praktyce oznacza to, że jednym ze skutków niedoboru wapnia jest przyspieszone dojrzewanie nasion/ziarniaków, które przez to charakteryzują się mniejszą masą.

Rycina 3. Hamowanie wzrostu i tworzenie brązowawego zabarwienia wzdłuż korzeni fasoli z niedoborem Ca (50 µM). Źródło fotografii: Erdogan, 2003

Siarka

Ze względu na systematyczne zmniejszanie się opadu ditlenku siarki z atmosfery od kilkunastu lat zasobność polskich gleb w siarkę jest niedostateczna dla spełnienia zaopatrzenia roślin mniej wymagających (zbóż), o rzepaku ozimym nie wspominając. W wielu regionach polskie gleby (w warstwie powierzchniowej) charakteryzują się jedną z najmniejszych zawartości tego składnika w Europie – kolor niebieski na mapie (ryc. 4).

Rycina 4. Zawartość siarki w glebie. Źródło: Reimann i in. 2014.

O znaczeniu siarki dla roślin napisano już bardzo wiele. Przypomnijmy najważniejsze funkcje tego składnika:

1. Udział w procesie fotosyntezy (rola ferredoksyny, bezpośredni wpływ na plon);
2. Przemiany azotu, przekształcanie form prostych w białka (jakość plonu);
3. Synteza tłuszczy (jakość nasion rzepaku ozimego);
4. Poprawa zdrowotności roślin (większa odporność na destrukcyjne działanie patogenów);
5. Wzrost efektywności azotu (zysk środowiskowy i ekonomiczny = mniejsze nakłady na nawożenie azotem)

Zapotrzebowanie rzepaku ozimego

Oprócz diagnozy gleby, punktem wyjścia do ustalenia potrzeb nawozowych jest tak zwane pobranie jednostkowe czyli ilość składnika potrzebna na wyprodukowanie 1 tony plonu głównego wraz z odpowiednią masą wegetatywną. Stosowne dane znajdują się w wielu opracowaniach na ten temat. Uwzględniając dwa specyficzne pierwiastki (Ca i S) dokonajmy porównania omawianego gatunku z pszenicą ozimą (ryc. 5). Myślę, że zamieszczone dane – uwzględniające plony nieznacznie poniżej potencjału plonotwórczego – nie pozostawiają wątpliwości, co do zasadności specjalnego traktowania rzepaku ozimego.

Rycina 5. Zapotrzebowanie rzepaku ozimego i pszenicy ozimej na wapń i siarkę; opracowanie Potarzycki (założono plony 4 i 8 t/ha, odpowiednio dla rzepaku ozimego i pszenicy ozimej)

Warto pamiętać, że oba składniki są mało mobilne w roślinie, a to oznacza, że powinny być systematycznie uwalniane z granuli nawozowej i ewentualnie uzupełniane w okresie wegetacji, gdyż wycofywanie ze starszych organów w przypadku siarki jest znacznie ograniczone, a w odniesieniu do wapnia praktycznie nie występuje.

Ze względu na fakt, że aktywność fizjologiczna rzepaku ozimego trwa około 9-10 miesięcy strategia nawożenia tego gatunku wapniem i siarką musi być więc przemyślana.

Dobór nawozu

Ze względu na wapń i siarkę nawozy produkowane w firmie LUVENA S.A., zarówno pojedyncze jak i wieloskładnikowe, bardzo dobrze wpisują się w strategię nawożenia rzepaku ozimego. Nośnikiem fosforu w nawozach są fosforany wapnia o różnej konfiguracji chemicznej. Oznacza to, że bez względu na wybór dokonany przez Rolnika, każdy nawóz z Lubonia będzie zawierał wapń. Formulacja chemiczna decyduje o rozpuszczalności w wodzie. Na przykład dwuwodorofosforany wapnia Ca(H₂PO₄)₂ obecne w SUPERFOSFACIE PROSTYM i w nawozach typu LUBOFOSKA są bardzo dobrze rozpuszczalne, działają szybko. Dodatkowo w SUPERFOSFATACH znajdziemy także siarczany wapnia, których działanie plonotwórcze wykazano w wielu doświadczeniach. Z kolei w nawozach typu LUBOFOS występują związki fosforu z wapniem o zróżnicowanej szybkości działania (formy rozpuszczalne w wodzie i w kwasach). W łanie rzepaku ozimego rekomendacja Lubofosów jest szczególnie uzasadniona, ponieważ:

1. Rośliny z rodziny Brassicaceae mają zdolność do wydzielania przez system korzeniowy kwasów organicznych, co powoduje rozpuszczanie mineralnych związków fosforu, niezależnie od formy chemicznej;
2. Zapotrzebowanie na fosforany rzepaku ozimego (fazy krytyczne) jest szczególnie duże na początku wegetacji oraz po 7-8 miesiącach od siewu czyli w okresie formowania masy 1000 nasion.

Wszystkie rekomendowane wyżej grupy nawozów zawierają siarkę. W SUPERFOSFACIE PROSTYM nośnikiem tego składnika są siarczany wapnia, natomiast w nawozach wieloskładnikowych (na przykład w LUBOFOSIE POD RZEPAK, LUBOFOSIE UNIVERSAL) oprócz wspomnianego siarczanu wapnia są to bardzo dobrze rozpuszczalne siarczany amonu.

Zapamiętaj (!)

Nawozy z Lubonia są bogate w wapń i siarkę – idealnie nadają się do nawożenia rzepaku ozimego