Docenić siarkę w nawozach

Wprawdzie wegetacja roślin w pełni, lecz już teraz warto zastanowić się nad zbilansowaniem składników mineralnych, z myślą o roślinach ozimych. Metabolizm rośliny uprawnej wymaga obecności 16 pierwiastków, z czego trzy (wodór, tlen i węgiel) określane jako biogeniczne nie są podawane z nawozami. Wśród pozostałych składników wyróżnia się: główne (NPK), drugoplanowe (Ca, Mg i S) oraz mikroelementy.

Idea zbilansowanego nawożenia zakłada podaż wymienionych grup składników nie tylko w odpowiednich proporcjach i terminach, lecz także formulacjach, które określają szybkość uwalniania poszczególnych jonów z granuli nawozowej. Strategia nawożenia musi uwzględniać ocenę stanowiska, co w obecnej sytuacji na rynku nawozów jest kluczowe. To punkt wyjścia do opracowania planu nawozowego, który musi uwzględniać dawkę (warunek oczywisty, poza dyskusją) i dobór nawozu (niuans, który może mieć znaczenie).

Patrząc na problem historycznie, bilansowanie składników zawsze budziło kontrowersje. W okresie, który można określić jako „czas względnie niskich i stabilnych cen azotu”, nawożenie sprowadzano do aplikacji nawozów azotowych, w najlepszym razie przy współudziale fosforu i potasu. Częstą praktyką było przeszacowanie dawek azotu, czego konsekwencją było „maskowanie” niedociągnięć w racjonalnym (zbilansowanym) żywieniu roślin. Skutkiem były nie tylko widoczne, lecz znacznie częściej utajone niedobory pozostałych składników. Plantacja lub łan z pozoru nie budziły niepokoju rolnika. Jednak zawsze wiązało się to z niepełnym wykorzystaniem potencjału plonotwórczego, o systematycznym wyczerpywaniu gleb z makroskładników i mikroelementów nie wspominając. Obecnie, w dobie „wysokich i niestabilnych cen azotu” w wielu gospodarstwach naturalną reakcją staje się redukcja dawek nawozów azotowych. Nawiązując do możliwości pozyskania azotu z atmosfery, o czym była mowa w ubiegłym miesiącu, ograniczenie stosowania nawozów azotowych może okazać się zasadne. W takiej sytuacji konieczne jest jednak spełnienie warunku podstawowego – zbilansowania azotu czyli wprowadzenia składników, które zwiększą efektywność pobierania, i co szczególnie ważne, przetwarzania w plon użytkowy kationów amonowych i anionów azotanowych.

Skuteczność nawożenia azotem jest ściśle powiązana z dostępnością siarki. Dzisiaj zajmiemy się tym problemem, zarówno w kontekście fizjologicznym, jak i wykorzystania nośników siarki w nawozach.

Źródła siarki dla roślin uprawnych

Gdy prowadziłem zajęcia ze studentami na przełomie wieków czyli około 23 lata temu, problem siarki eksponowałem przede wszystkim na kierunku Ochrona Środowiska, tłumacząc zagrożenia związane z nadmierną emisją siarki przez przemysł w Polsce (w Europie Zachodniej z tym problemem uporano się wcześniej). Kwestie związane z profilaktycznym nawożeniem siarką nie trafiały wtedy do praktyków, rolników. Przekaz był jednoznaczny – siarka jest zagrożeniem. W naukach przyrodniczych rzadko zdarza się tak duża dynamika zdarzeń, jak obserwowana w przypadku depozycji siarki (ryc. 1).

Rycina 1. Emisja dwutlenku siarki do atmosfery; źródło: https://bdl.stat.gov.pl/

Obecnie prezentowane jest całkowicie odmienne podejście do problemu. Jednak sama świadomość odnośnie do stosowania siarki nie wystarczy. Kolejnym krokiem musi być ustalenie potrzeb nawożenia tym składnikiem, co stanowi pewne wyzwanie. W praktyce precyzyjne zdefiniowanie wszystkich źródeł siarki dla roślin jest problematyczne. Wynika to z różnej emisji dwutlenku siarki do atmosfery w poszczególnych województwach, a nawet gminach (ryc. 2) oraz ciągle nieprecyzyjnych zaleceń nawozowych, związanych z konkretnym testem glebowym.

Rycina 2. Depozycja siarki z atmosfery – przegląd regionalny; źródło: Przygocka-Cyna i Grzebisz, 2017

Nie bez znaczenia są także:

1. Naturalna zawartość siarki w glebie, wynikająca z właściwości skały macierzystej, co w Polsce na przeważającym obszarze sprzyja niedoborom;
2. Aktywność mikrobiologiczna gleby odniesiona do mineralizacji siarki organicznej z zasobów glebowych. W tym miejscu warto przypomnieć, że siarka organiczna (analogicznie, jak w przypadku azotu) stanowi ponad 90% puli tego składnika w glebie;
3. Lokalizacja pola (strefa przemysłowa / tereny oddalone od źródeł emisji siarki);
4. System nawożenia (stosowanie nawozów mineralnych zawierających siarkę oraz naturalnych i organicznych, obecnie i w przeszłości);
5. Płodozmian – udział roślin siarkolubnych i realizacja ich potrzeb

Rozpatrując wymienione wyżej zagadnienia najlepiej zdefiniowane jest zapotrzebowanie poszczególnych upraw na siarkę (tab. 1).

Tabela 1. Potrzeby pokarmowe względem siarki

W dalszych rozważaniach konieczne jest uwzględnienie zakładanego plonu, który jednak należy dostosować do potencjału stanowiska. Pozostałe składowe bilansu wymagają oszacowania. Szczególnie dotyczy to dopływu siarki w nawozach mineralnych (ryc. 3). Z dostępnych danych statystycznych i literaturowych wynika, że salda bilansowe dla tego składnika są w Polsce ujemne (ryc. 4).

Ryc. 3. Potencjalne źródła siarki dla roślin uprawnych; opracowanie na podstawie danych statystycznych, Potarzycki

Rycina 4. Salda bilansowe siarki – przegląd regionalny, źródło: Przygocka-Cyna i Grzebisz, 2017

Z tego powodu, uwzględniając złożone zależności między czynnikami środowiskowymi i różne wymagania roślin, najlepiej dawkę siarki ustalać zakładając, że potrzeby pokarmowe (pobranie jednostkowe zawarte w tabeli 1 x plon) będą odpowiadały potrzebom nawozowym (dawka składnika). W warunkach, w których mamy pewność, że zawartość siarki w glebie jest duża (znamy wynik testu na zawartość siarczanów i/lub mieszkamy w strefie wzmożonego opadu tlenków siarki) możemy przyjąć, że dawka siarki stanowić będzie około 50% potrzeb pokarmowych. Z tej reguły proponuję jednak wyłączyć rzepak ozimy i cebulę – rośliny szczególnie wrażliwe nawet na niewielki deficyt siarczanów w glebie.

Dlaczego siarka jest ważna?

Siarka jak każdy składnik spełnia w roślinie wiele specyficznych funkcji, w których nie może być zastąpiona przez żaden inny pierwiastek. Jedną z ważniejszych jest kontrola biosyntezy chlorofilu, co wprost przekłada się na zdolność roślin do produkcji asymilatów czyli plonu. Odpowiadając za metabolizm lignin, flawonoidów i pektyn, a także biorąc udział w reakcjach oksydoredukcyjnych i transporcie elektronów steruje praktycznie wszystkimi procesami życiowymi zachodzącymi w roślinie. Związki siarki są niezbędne dla efektywnego działania pobranego azotu. Deficyt siarki hamuje szybkość redukcji azotanów, syntezy białek oraz wiązanie azotu atmosferycznego. Ostatnia z wymienionych funkcji odnosi się oczywiście do roślin wchodzących w różnego typu interakcje z bakteriami. Nawet w pobieżnej charakterystyce siarki jako składnika żywieniowego nie można pominąć funkcji prozdrowotnej. Zapamiętajmy, związki siarki produkowane w roślinie działają grzybobójczo i bakteriostatycznie, a także odstraszająco na owady zaburzające funkcjonowanie tkanek roślinnych. Oznacza to, że korzyści wynikające z wprowadzenia do strategii nawożenia produktów z siarką są wielokierunkowe.

Nawozowe nośniki siarki

Od lat firma LUVENA produkuje nawozy, które swoim składzie zawierają siarkę, co ciekawe w różnych formulacjach chemicznych. Gdyby zapytać do jakiej grupy zalicza się SUPERFOSFAT PROSTY, większość odpowiedziałaby, że do nawozów fosforowych. Tak jest to też klasyfikowane w doradztwie i podręcznikach akademickich. Wystarczy spojrzeć na opis nawozu, by przekonać się, że w granuli nawozowej znajduje się 33% siarki ogólnej, przy czym zawartość siarki siarczanowej rozpuszczalnej w wodzie stanowi 23% (w przeliczeniu na SO₃). Są to siarczany wapnia o różnym stopniu uwodnienia. W tym miejscu warto przywołać schemat granuli SUPERFOSFATU PROSTEGO (ryc. 5) i zwrócić uwagę na obecność nie tylko fosforu i omawianej siarki, lecz także wapnia – składnika deficytowego na przeważającym obszarze Polski.

Rycina 5. Granula SUPERFOSFATU PROSTEGO – schemat (źródło: Potarzycki, 2017)

Dodatni wpływ siarczanu wapnia udowodniono w licznych badaniach polskich i zagranicznych. W konfrontacji z nawozem fosforowym (kontrolą), który  nie zawierał siarki pozytywny wpływ siarczanów z superfosfatu prostego potwierdzono w uprawach jęczmienia jarego, pszenicy ozimej, rzepaku ozimego i kukurydzy. W przypadku ostatniej z wymienionych roślin wykazano wzrost wykorzystania azotu z saletry amonowej.

W grupie nawozów wieloskładnikowych ciekawym produktem jest LUBOFOS RS, zawierający oprócz składników głównych (NPK), także pierwiastki drugoplanowe i bor. Jest to nawóz uniwersalny, lecz ze względu na dużą zawartość siarki jest szczególnie rekomendowany do aplikacji w rzepaku ozimym. W tym miejscu należy przypomnieć, że faza krytyczna dla siarki rozpoczyna się już jesienią, a kończy 2 tygodnie po kwitnieniu. Analizując dynamikę pobierania siarki (i fosforu) zauważymy, że około 30% puli tych składników rzepak ozimy pobiera po zakończeniu kwitnienia (ryc. 6). Podobnie wygląda to w pszenicy ozimej.

Rycina 6. Dynamika pobierania siarki i fosforu przez rzepak ozimy, opracowanie: Potarzycki

Stąd wymóg odpowiedniej dostępności siarki praktycznie w całym sezonie wegetacyjnym. Kryterium to spełnia wspomniany LUBOFOS RS. Wynika to z faktu, że część puli siarki w nawozie znajduje się w formie bardzo dobrze rozpuszczalnego siarczanu amonu (na jesienny start), natomiast reszta – podobnie jak w superfosfacie prostym – występuje jako siarczany wapnia, o różnym stopniu uwodnienia czyli szybkości działania (na wiosenną wegetację).

Innym przykładem jest rekomendowany do stosowania w wielu uprawach OPTIPLON 4, charakteryzujący się obecnością azotu amonowego, zróżnicowanymi formulacjami fosforu i dużą zawartością potasu. Ponadto zawiera siarczany wapnia, o których mowa była wyżej. Jest więc w czym wybierać.

Zapamiętaj ! Sprawność metaboliczna, efektywność azotu i zdrowie rośliny zależą od tego czy stosowane są nawozy zawierające siarkę