Fosfor w nawożeniu użytków zielonych

Przyznaję, zaniedbałem trochę trwałe użytki zielone. Czas to naprawić. W tym miesiącu kilka słów na temat fosforu. Będzie o znaczeniu tego składnika dla zwierząt i roślin, będzie też o nawożeniu. Rzecz cała jest o tyle ważna, że w ofercie firmy Luvena znajdują się nawozy o formulacjach chemicznych fosforu bardzo ciekawych z punktu widzenia produkcji pasz.

Zdarza się, że zapominamy po co stosujemy nawozy. Gdybym na tej stronie zrobił sondę i zapytał właścicieli gospodarstw z produkcją roślinną dlaczego stosują nawozy wygrałaby pewnie opcja „chcę uzyskać możliwie duże plony” czyli de facto robię to dla kasy. I słusznie. Myślę, że zadając takie samo pytanie w gospodarstwie z produkcją zwierzęcą odpowiedź brzmiałaby podobnie czyli „chcę pozyskać dużo paszy” lecz pewnie z dopiskiem „dobrej jakości, bo zależy mi na kondycji zwierząt”. Pomijając uczucia wyższe, związane z samym posiadaniem i przywiązaniem do zwierzęcia, dochodzimy do wniosku, że ich właściciel też robi to dla kasy. Różnica polega jednak na długości łańcucha troficznego. W pierwszym przypadku rozważania kończą się na etapie rośliny, w drugim dotyczą zwierzęcia. Tym razem zacznijmy więc od końca i wskażmy na znaczenie fosforu w żywieniu zwierząt.

Z myślą o zwierzętach

Na początku mały dylemat: zacząć od funkcji budulcowych czy fizjologicznych? Odpowiedź nie wydaje się trudna – najpierw budowa, potem fizjologia. Może trochę w myśl zasady: najpierw masa, potem rzeźba Nie ulega wątpliwości, że działanie fosforu jest wielokierunkowe (ryc. 1).

Rycina 1. Znaczenie fosforu dla zwierząt (źródło: Potarzycki 2014)

Fosfor jest podstawowym składnikiem mineralnym kości, zębów i tkanek. W organizmie zwierzęcym zdecydowanie dominują mineralne połączenia fosforanów z wapniem (hydroksyapatyty). Związki te są odpowiedzialne za fizyczną strukturę szkieletu lecz stanowią także zapasowe źródło fosforu. Gdy pojawi się stres żywieniowy wynikający ze złego zbilansowania fosforu w paszy nastąpi resorpcja (uwalnianie) fosforanów z kości. Konsekwencje tego zjawiska nie trudno przewiedzieć. Przy założeniu optymalnej wyjściowej zawartości fosforu w organizmie krowy za maksymalny dopuszczalny poziom resorpcji przyjmuje się wartość 30%. Fosfor, jako składnik fosfolipidów uczestniczy w budowie ścian komórkowych oraz tworzy tkanki osłonowe włókien nerwowych. Badania naukowe wskazują, że pierwiastek ten nie tylko warunkuje pracę neuronów lecz także mięśni. W ten sposób płynnie przeszliśmy do funkcji fizjologicznych. To jest dobry moment, żeby przypomnieć pewnie znane moim Czytelnikom stwierdzenie: fosfor to energia (ściślej przemiany energetyczne). Przyjmując, że praktycznie nic nie dzieje się w organizmie bez udziału nośników energetycznych (ATP, ADP, AMP) spokojnie możemy określić fosfor mianem kontrolera wszystkich procesów, w tym także odpowiedzialnych za cechy użytkowe (brzydkie sformułowanie), takie jak mleczność czy mięsność. Wprawdzie fosfor jest wchłaniany w jelicie cienkim, lecz w przypadku przeżuwaczy odgrywa także ważną rolę w trawieniu żołądkowym zachodzącym w żwaczu. Dlaczego? Ponieważ jest niezbędny także do funkcjonowania mikroflory żwacza, która wykonuje niewyobrażalnie dużą pracę a to przekłada się nie tylko na ogólną kondycję bydła, lecz także a może przede wszystkim na produkcję mleka. W odróżnieniu od świata roślin, fosfor jest dość dobrze wchłaniany przez organizm przeżuwacza – u młodych osobników nawet na poziomie 80-90%. W rzeczywistości jest to pewien cykl dość skomplikowanych reakcji, jednak nie wchodząc w szczegóły zapamiętajmy tylko, że w okresie laktacji zwierzę z niedoborem fosforu będzie gorzej trawiło i wchłaniało składniki z pasz objętościowych. W ostatnich latach potwierdzono też rolę fosforu w procesach warunkujących wzrost apetytu.

Znaczenie dla roślin

Głównym źródłem fosforu dla przeżuwaczy są trwałe użytki zielone. Według norm NRC optymalny zakres zawartości fosforu w runi wynosi 0,32-0,35 % P w s.m. Stąd konieczność rozpoznania także potrzeb pokarmowych roślin trwałych użytków zielonych (TUZ) a to wcale nie jest łatwe, ze względu na różnice gatunkowe, niekiedy nawet odmianowe. Zakresy zawartości są dość szerokie (0,2 – 0,6% P w s.m.), lecz generalnie w porównaniu z trawami potrzeby pokarmowe bobowatych są większe. Trochę na marginesie przypomnę, że trzeba rozróżnić zakres przypisany normalnemu funkcjonowaniu roślin od norm żywieniowych bydła. Mam tu na myśli zwłaszcza dolną granicę podanego przedziału. Podobnie jak w przypadku zwierząt fosfor odgrywa trudną to przecenienia rolę wchodząc w skład związków energetycznych, od których zależy wydajność wielu procesów. Wystarczy wymienić tylko pobieranie składników z gleby, fotosyntezę, przemieszczanie węglowodanów między organami w roślinie. Pierwiastek ten jest także składnikiem fosfolipidów.

W praktyce najważniejszą funkcją fosforu jest kształtowanie systemu korzeniowego. Trawy odpowiednio nawożone fosforem nie tylko penetrują większy obszar profilu glebowego, lecz tworzą także więcej włośników, zwłaszcza na młodych korzeniach a to wiąże się ze wzrostem ich aktywnością fizjologicznej. W takich warunkach rośliny sprawniej pobierają wodę i składniki mineralne. Ważnym aspektem jest także zdolność do ukorzeniania się nowych pędów, co w przypadku ruszenia wiosennej wegetacji i kolejnych odrostów runi jest kluczowe. Cechą charakterystyczną bobowatych jest jak wiadomo zdolność do wiązania azotu atmosferycznego w symbiozie z bakteriami glebowymi (brodawkowymi). Zawiązywanie i funkcjonowanie brodawek korzeniowych jest ściśle związane z odżywieniem fosforem. Istnieje więc prosta zależność: dobre zaopatrzenie w fosfor to efektywniejsze wiązanie azotu czyli większy plon biologiczny bogaty w białko. Gospodarka fosforem runi ma swoją specyfikę. Jednoczesna obecność traw i bobowatych (lucerny, koniczyny) zwiększa dostępność fosforu dla pierwszej z wymienionych grup roślin. Rośliny bobowate posiadają bowiem zdolność wydzielania różnych substancji, w tym kwasów mineralnych i organicznych, które powodują zakwaszanie rizosfery czyli gleby blisko korzeni (rycina 2). W ten sposób zwiększa się rozpuszczalność niektórych połączeń fosforu pochodzących z gleby i/lub z nawozu, które w normalnych warunkach są niedostępne.

Rycina 2. Przemiany fosforu w sąsiedztwie korzeni (rizosferze) roślin na trwałych użytkach zielonych (źródło: Potarzycki 2012)

Możemy powiedzieć (zachowując pewne proporcje), że proces uwalniania fosforu z minerału zapoczątkowany w fabryce jest kontynuowany w glebie, z aktywnym udziałem roślin. Z tego mechanizmu stymulowanego przez bobowate korzystają też trawy, z których większość nie ma takiej zdolności. Dlatego trawy rosnące w sąsiedztwie bobowatych są zwykle bogatsze w fosfor. Najważniejszy przekaz jest taki, że na trwałych użytkach zielonych zdolność akumulacji fosforu przez rośliny rządzi się nieco innymi zasadami niż na gruntach ornych. Nie oznacza to jednak, że kwestię dostępności fosforu dla roślin można lekceważyć. Wiemy przecież, że głównym problem jest uwstecznianie fosforu z nawozów w warunkach niskiego i wysokiego odczynu. Warto pamiętać, że w glebach mineralnych optimum dla dostępności fosforu waha się w przedziale pH_CaCl2 6,5 – 7,5, natomiast w glebach organicznych optimum przesuwa się w kierunku odczyny kwaśnego (pH_CaCl2 5,5 – 6,5), co obrazuje rycina 3.

Rycina 3. Wpływ odczynu na dostępność składników mineralnych na TUZ (źródło: Grzebisz i in. 2014)

Wróćmy jednak do roślin i podsumujmy – nawożenie fosforem:

• zwiększa wielkość biomasy nadziemnej (więcej paszy);
• stymuluje krzewienie traw (tworzenie młodych pędów o większej smakowitości);
• wpływa na szybkość przemian prostych związków azotu w białka (mniej azotanów w paszy);
• wydłuża okres aktywności fizjologicznej liści czyli opóźnia starzenie (mniejszy udział części strukturalnych mniej strawnych dla przeżuwaczy);
• zwiększa koncentrację fosforu, co dodatnio wpływa na kondycję zwierząt

Nawożenie na TUZ

Ilość fosforu dostępnego czyli znajdującego się w roztworze glebowym jest relatywnie mała. Nie jest to oczywiście jedynie źródło fosforanów dla roślin bowiem część pobieranej puli może być uruchamiana z fazy stałej gleby. Na podstawie danych literaturowych można oszacować, że dla plonu 7,5 t s.m./ha, o zawartości fosforu wynoszącej 0,35% P w s.m., dzienne zapotrzebowanie TUR na fosfor kształtować się będzie na poziomie około 0,125 kg P/ha. Jest to wartość około 2-krotnie większa niż potencjał przeciętnej gleby do uruchomiania anionów fosforanowych. Przedłużający się okres deficytu fosforanów w roztworze glebowym (nie w glebie !) doprowadzi do spadku koncentracji tego pierwiastka w runi. Nie muszę już chyba pisać o konieczności nawożenia. Dodam tylko, że ze względu na problemy z tym składnikiem wynikające z dużej podatności na tworzenie form trudnoprzyswajalne (= starzenie fosforu) zabieg ten musimy wykonywać regularnie. Fosforem nie nawozimy „na zapas”. Poza uwarunkowaniami ekonomicznymi powyższe stwierdzenie ma także wymiar środowiskowy, zwłaszcza na terenach pagórkowatych, gdzie prawdopodobieństwo spływu powierzchniowego fosforanów jest szczególnie duże.

Ustalając potrzeby nawozowe runi łąkowej należy przyjąć, że pobranie fosforu przypadające na 1 tonę s.m. mieszanki motylkowo-trawiastej może wynosić 2,5-5,0 kg P₂O₅/ha, w zależności od składu botanicznego runi. Spośród traw szczególnie silnie reagujących na zasobność gleby w fosfor najważniejsze to kostrzewa łąkowa, trzęślica modra i wyczyniec łąkowy. Należy przyjąć zasadę, że im większy udział roślin bobowatych w runi tym większe wymagania żywieniowe względem fosforu. Dla traw punktem wyjścia do ustalenia poziomu nawożenia fosforem w oparciu o wyniesienie z plonem runi jest zasobność niska, natomiast dla bobowatych zawartość średnia. Przybliżone dawki fosforu na trwałe użytki zielone zmieszczono w tabeli 1. Zwróćmy uwagę, że w pastwiskowym systemie użytkowania dawki fosforu są mniejsze, gdyż należy uwzględnić powrót do gleby fosforu w formie odchodów.

Tabela 1. Orientacyjne dawki fosforu na TUZ (źródło: Grzebisz i in. 2014)

Oddzielnym zagadnieniem jest termin stosowania fosforu. Podejmując decyzję należy uwzględnić warunki siedliska i udział poszczególnych gatunków w użytku. Jeśli mamy do czynienia ze stanowiskiem o uregulowanych stosunkach wodnych odpowiednim jest jesienny termin stosowania nawozu. W sytuacji gdy istnieje duże prawdopodobieństwo zalania łąki lub pastwiska w okresie zimy, a także na terenach pagórkowatych, nawożenie fosforem należy przyspieszyć i wykonać po zbiorze przedostatniego pokosu/odrostu. Celem przedzimowego stosowania fosforu jest przygotowanie roślin do zimowego spoczynku. Z kolei na łąkach i pastwiskach zdominowanych przez gatunki szybkorosnące możliwe jest stosowanie nawozów fosforowych wczesną wiosną.

Wybór nawozu

Nie napiszę nic odkrywczego twierdząc, że charakterystyka nawozu obejmuje cechy fizyczne (formy granulowane, pylisty) oraz właściwości chemiczne, odniesione do rozpuszczalności czyli szybkości działania. Jednak w przypadku TUZ wymienione charakterystyki mają szczególne znaczenie.

Zacznijmy od przypomnienia, że aniony fosforanowe (co jest wyjątkiem) bardzo słabo migrują w głąb profilu glebowego – dlatego nawozy fosforowe należy mieszać się z glebą. Ze zrozumiałych względów nie możemy tego zrobić na łące czy pastwisku. I tu pierwsza, pewnie dla niektórych kontrowersyjna, informacja. Na TUZ warto rozważyć zastosowanie pylistej formy nawozu, który ze względu na większą sumaryczną powierzchnię kontaktu nie tylko z glebą ale także rośliną (aktywne oddziaływanie korzeni powierzchniowych) zwiększy prawdopodobieństwo równej dostępności składnika w obrębie runi łąkowej/lub pastwiska. Warunek ten z powodzeniem spełni superfosfat prosty pylisty.

Kolejną kwestią jest formulacja chemiczna głównego związku(-ów) nawozu. Szybkodziałającym nośnikiem fosforu w każdych warunkach jest superfosfat prosty zawierającej dobrze rozpuszczalne w wodzie fosforany wapnia [Ca(H₂PO₄)₂]. Na trwałe użytki zielone polecane są często nawozy wieloskładnikowe z grupy Lubofosek. Przypomnę więc, że nawóz ten ma taki sam nośnik fosforu jak superfosfat prosty. Zawiera rzecz jasna jeszcze inne składniki ale o tym przy innej okazji. Poza klasycznym terminem nawożenia zarówno superfosfaty jak i Lubofoski doskonale wpisują się w formułę wczesno-wiosennej aplikacji fosforu, o czym pisałem w poprzednim akapicie. Formuła trwałych użytków zielonych – jak zresztą wynika z ich nazwy – zakłada możliwość długotrwałego (rozłożonego w czasie) działania nawozu. W tych warunkach bardzo dobrze sprawdzą się wszystkie nawozy typu Lubofos. Argumentów za stosowaniem tych nawozów na trwałych użytkach zielonych jest kilka, wymieńmy najważniejsze:

• zawartość form fosforu, o zróżnicowanej szybkości działania – systematyczne uwalnianie w kolejnych pokosach/wypasach;
• dobre wykorzystywanie fosforu ze związków o mniejszej rozpuszczalności przez rośliny bobowate oraz ich mieszanki z trawami (zakwaszanie rizosfery, duży aktywny system korzeniowy);
• efektywne działanie w mineralnych glebach kwaśnych i organicznych, częściowo zalewanych (okresowo znajdujących się pod wodą)

Dla plantatorów prowadzących gospodarstwa ekologiczne w stałej ofercie pozostaje nawóz ekologiczny, którego integralnym składnikiem jest fosforyt miękki czyli naturalny nieprzetworzony chemicznie minerał. Jak podkreślałem już w tym tekście wielokrotnie rośliny trwałych użytków zielonych z pewnością dobrze wykorzystają fosfor z takiego nośnika. Nie jest to tylko moja opinia. Dużą efektywność fosforytów na łąkach i pastwiskach potwierdzono w wielu badaniach prowadzonych w różnych regionach Świata, zwłaszcza w USA i Nowej Zelandii.