Kukurydza lubi cynk

Systematyczny wzrost popularności uprawy kukurydzy w Polsce sprawia, że zainteresowanie plantatorów niuansami nawożenia tego gatunku jest zadziwiające. Stosowanie składników pierwszoplanowych nie budzi specjalnych kontrowersji, natomiast w kwietniu i maju ciągle aktualnym tematem jest aplikacja cynku w kukurydzy. Problem ten poruszyłem wprawdzie w lutym, jednak ze względu na padające pytania od rolników nie mam wyjścia i zagadnienie to muszę potraktować bardziej wnikliwie.

CYNK A STRUKTURA PLONU

Przyjęcie strategii nawożenia kukurydzy cynkiem wymaga wskazania celu produkcyjnego. Cel taki można odnieść do:

1. kontroli wielkości plonu, poprzez stymulowanie roślin do intensywniejszej akumulacji suchej masy i wpływu na elementy struktury plonu – specyficzne plonotwórcze funkcje cynku;
2. konieczności utrzymania plonu już ustalonego, poprzez kształtowanie plonotwórczego działania innych składników, zwłaszcza azotu – kontrola efektywności plonotwórczej azotu.

Oba podane wyżej cele szczegółowe nie wykluczają się wzajemnie. Aby je zrealizować trzeba najpierw dobrze rozpoznać procesy fizjologiczne, które zależą od cynku i zachodzą w różnych stadiach rozwojowych rośliny.

W odróżnieniu od pozostałych zbóż, w przypadku kukurydzy ostateczny plon jest wypadkową działania dwóch głównych elementów struktury plonu tj. liczby ziarniaków wyprodukowanych przez roślinę oraz masy ziarniaków. Trzecią składową plonu zbóż tj. obsadę roślin na jednostce powierzchni ustala rolnik w trakcie siewu. Jak zaznaczyłem wcześniej rolę czynników żywieniowych i środowiskowych w kształtowaniu obu wymienionych elementów struktury plonu kukurydzy należy odnieść do całego sezonu wegetacyjnego, wydzielając za Grzebiszem (2008) cztery zasadnicze okresy:

1. powstawanie podstawowych organów aktywnych fizjologicznie (do stadium 4/5 liści, BBCH 14/15);
2. kształtowanie pierwotnej struktury plonu (od stadium 6 liści do wykształcenia ostatniego węzła, BBCH 16 – BBCH 39);
3. ostateczne kształtowanie struktury plonu (od stadium 15 liścia do dojrzałości wodnistej ziarniaków, BBCH 51 – BBCH 71);
4. kontrolowanie masy ziarniaka (od stadium dojrzałości mlecznej do pełnej dojrzałości, BBCH 72 – BBCH 89).

Początkowy okres wzrostu (1)

W pierwszym okresie rozwoju kukurydzy czyli do wykształcenia 5-tego liścia cynk istotnie wpływa na plon ziarna, a roślina jest tylko pozornie niewrażliwa na działanie innych czynników środowiskowych, niż temperatura. W tym okresie wegetacji kukurydzy rolę cynku trzeba wiązać przede wszystkim z poprawą ogólnego stanu fizjologicznego rośliny, którego jednym z wykładników jest zbudowanie określonej biomasy nadziemnej. Wynika to z roli cynku w zwiększaniu szybkości przepływu składników mineralnych przez błonę cytoplazmatyczną korzeni kukurydzy oraz wytworzeniu sprawnego aparatu pobierania składników mineralnych czyli rozległego sytemu korzeniowego. Dodatni wpływ cynku na rozwój korzeni wynika z roli tego mikroelementu w syntezie auksyn określanych mianem hormonów wzrostu. Niektórzy autorzy wiążą tą zależność z faktem intensywniejszej syntezy tryptofanu w młodych tkankach roślin. Dostępność cynku z zasobów glebowych w okresie wiosny jest zwykle mniejsza niż w pełni wegetacji. Powyższa uwaga oraz generalnie większe zapotrzebowanie kukurydzy na cynk w porównaniu z większością roślin uprawnych wyjaśnia konieczność stosowania nawozów cynkowych przedsiewnie lub na początku wegetacji kukurydzy.

Kształtowanie pierwotnej struktury plonu (2)

Zakłada się, że stadium 5 liścia (BBCH 15) ma istotne znaczenie dla przyszłego wzrostu i plonowania kukurydzy. W tym okresie pojawiają się już bowiem zawiązki kolb, mimo że faza intensywnego wzrostu kukurydzy rozpoczyna się później, gdyż od momentu wykształcenia przez roślinę w pełni rozwiniętego 9 liścia. Niedożywienie plantacji kukurydzy azotem jeszcze przed stadium 8 liści (BBCH 18) może wywołać znaczną redukcję wielkości kolby (liczby zawiązanych ziarniaków), nawet do 30%. Redukcja ta wiąże się głównie ze zmniejszeniem liczby rzędów na kolbie. Zatem rola cynku w tej fazie rozwojowej polega na kontrolowaniu czynników ograniczających plon, a takim oprócz wody jest azot.

Kształtowanie struktury plonu ziarna (3) i masy ziarniaków (4)

Kolejnym ważnym okresem wzrostu kukurydzy jest okres poprzedzający kwitnienie. Rolę cynku w tym momencie można rozpatrywać w dwojaki sposób. Z jednej strony dolistne zastosowanie nawozów cynkowych, krótko przed początkiem intensywnego wzrostu kukurydzy (BBCH 19) daje tzw. efekt ratowaniaplonu ziarna, który polega na zmniejszeniu stopnia redukcji zawiązków ziarniaków. Z drugiej, cynk stymuluje procesy związane z podziałem komórek (rola auksyn), co z kolei należy wiązać z wydłużeniem kolby czyli większą liczbą ziarniaków w rzędzie. Konsekwencją działania obu tych mechanizmów jest zwiększenie liczby ziarniaków w kolbie.

Ostatecznie liczba ziarniaków w kolbie jest kształtowana w fazie kwitnienia (BBCH 61-65) do stadium dojrzałości wodnistej ziarniaków (BBCH 71). W tym okresie ustalony we wcześniejszych fazach rozwojowych kukurydzy potencjał może podlegać redukcji, w zależności od aktywności organów męskich i żywotności ziaren pyłku. Pomijając rolę czynników środowiskowych (woda, dostępność innych składników mineralnych) należy wskazać na plonotwórcze znaczenie cynku w fazie kwitnienia. W tym momencie korekta zawartości tego mikroelementu nie jest już możliwa, lecz wcześniejsza akumulacja cynku w roślinach będzie miała ogromne znaczenie dla przyszłego plonu. Można przyjąć, że liczba ziarniaków w kolbie jest pośrednio wskaźnikiem żywotności pyłku kukurydzy, która zależy od odżywienia rośliny cynkiem. W konsekwencji tego procesu większa liczba znamion kolby podlega zapłodnieniu, co wyraża się większą długością kolby czyli większą liczbą ziarniaków w rzędzie.

Po kwitnieniu funkcja plonotwórcza cynku polega na kontroli syntezy i akumulacji skrobi czyli wiąże się z kształtowaniem masy ziarniaka. Ma to związek z rolą tego mikroelementu w syntezie anhydrazy węglanowej odbywającej się w liściach, przez co przedłuża się okres tworzenia asymilatów w procesie fotosyntezy. Dłuższy okres aktywności liści jest zresztą jedną z głównych zalet odmian typu stay-green. Ponadto cynk istotnie zwiększa pobieranie azotu z gleby także po kwitnieniu.

JAKIE EFEKTY PLONOTWÓRCZE?

Odnosząc plonotwórcze działanie cynku do omówionych wcześniej faz rozwojowych kukurydzy powstaje pytanie o technologię nawożenia cynkiem, warunkowaną terminem stosowania oraz formą chemiczną i dawką nawozu.

Tabela 1. Reakcja plonotwórcza kukurydzy na nawożenie cynkiem w świetle różnych doświadczeń wykonanych w Polsce (opracowano na podstawie Potarzycki, 2010)

Jak pokazuje tabela 1 uzyskane zwyżki plonów ziarna wahały się w zakresie 4 – 19% w zależności od wielu czynników, charakterystycznych dla danego doświadczenia. Na 3 spośród 4 analizowanych obiektów nawozy cynkowe stosowano w warunkach zróżnicowanych poziomów nawożenia azotem. Uzyskane wyniki pozwalają na stwierdzenie, że plonotwórcze działanie cynku ujawniało się w większym stopniu dla mniejszej dawki azotu i to niezależnie od rodzaju i terminu stosowanych nawozów cynkowych. Jest to kluczowe stwierdzenie dla praktyki rolniczej, gdyż wskazuje na możliwość istotnego ograniczenia dawki azotu w kukurydzy. Wynika to z lepszego wykorzystania azotu z nawozu w obecności cynku (tab. 2).

Tabela 2. Wpływ cynku w nawozie wieloskładnikowym (opartym o częściowo-rozłożony fosforyt) na wykorzystanie azotu z saletry amonowej, %

Kolejną kwestią jest reakcja odmianowa. Generalnie, odmiany wczesne wykazują tendencję do większej reakcji na nawożenie cynkiem, niż odmiany późne. Ten aspekt wymaga dalszych badań, zwłaszcza w zakresie akumulacji cynku przez kukurydzę w okresie dojrzewania. Jednak mniejsza znaczenie nawożenia cynkiem w odmianach o większej liczbie FAO wynika prawdopodobnie z intensywnego uwalniania cynku zasobów glebowych w okresie lata, a to oznacza, że im później rośliny kwitną tym większe jest znaczenia kationów Zn²⁺ pochodzących z gleby.

DOBÓR NAWOZU I TERMIN STOSOWANIA

Bez względu na okoliczności uważam, że w nawożeniu (podobnie jak w medycynie) jako najważniejszą należy przyjąć zasadę „lepiej zapobiegać niż leczyć”. Dlatego wybierając nawóz wieloskładnikowy należy uwzględnić obecność cynku w nawozie pod kukurydzę, o czym pisałem wcześniej dokonując oceny Lubofosu corn.

Korekty stanu zaopatrzenia plantacji w cynk można spokojnie dokonać jeszcze po siewie kukurydzy. Za optymalne uważam stadium 3-4 liści (BBCH 13-14), natomiast ostatecznym terminem jest moment, gdy roślina wytworzy 5-6 liści (BBCH 15-16). W handlu dostępne są nawozy cynkowe w różnych formulacjach chemicznych. Mogą to być związki mineralne (najczęściej tlenek i siarczan cynku, ewentualnie mieszanina obu) lub związki organiczne o różnej budowie chemicznej. Należy przyjąć jako zasadę, że w późniejszych stadiach rozwojowych (5-7 liści) wybieramy nawozy chelatowe, które działają szybciej. Jeżeli stosowany nawóz jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, a aplikację wykonano odpowiednio wcześnie, uzyskujemy zwykle wzrost plonu ziarna, który wynika z większej liczby ziarniaków w kolbie. Zastosowanie nawozu stałego (wolniej działającego) sprawia, że główną składową plonu zależną od cynku jest masa 1000 ziarniaków.