EKSPERT RADZI
Czas na stosowanie azotu minął, co jednak nie oznacza, że o problemach z efektywnością nawozów azotowych można zapomnieć. Zdarza się, że w gospodarstwie nakłady na ten składnik są całkiem spore, a efektów brak. Niedawno jeden z moich studentów po wyliczeniu sald bilansowych w swoim gospodarstwie zauważył duże nadwyżki dla azotu. Oznacza to oczywiście, że dawki był zbyt duże w stosunku do uzyskiwanych plonów, które mówiąc oględnie, nie porażały. Omówiliśmy problem. W odpowiedzi usłyszałem, że decydenci uważają, że na azocie nie można oszczędzać. To przecież najważniejszy plonotwórczo składnik. Po głębszej analizie okazało się jednak, że o ile składniki pierwszoplanowe (P i K) są co jakiś czas uzupełniane, to o drugoplanowych mało kto pamięta. Jedynym źródłem tych pierwiastków jest obornik stosowany co 3-4 lata. W intensywnej produkcji roślinnej to nie wystarczy. Współdziałanie magnezu i azotu to nie tylko wymiar ekonomiczny, ale także ekologiczny. Wsparcie magnezem powoduje, że azot efektywniej działa w roślinie i nie rozprasza się w środowisku. W określonych sytuacjach można też pomyśleć o redukcji dawek nawozów azotowych. Postaramy się dzisiaj zgłębić temat. Wtedy łatwiej o lepsze decyzje.
Najpierw zasoby glebowe
Polskie gleby powstały z kwaśnych, polodowcowych skał ubogich w magnez. Z natury są to gleby lekkie i przepuszczalne. Dominujący niebieski kolor na mapach nie pozostawia wątpliwości odnośnie do niskiej zawartości magnezu zarówno w powierzchniowej warstwie, jak i w podglebiu (ryc. 1). Jak wynika z danych GUS gleby o bardzo niskiej i niskiej zasobności w magnez stanowią średnio 27%. Obserwowane jest jednak duże zróżnicowanie regionalne (ryc. 2).
Rycina 1. Zawartość magnezu w glebach europejskich (źródło: http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/maps_table.php)
Rycina 2. Udział gleb o bardzo niskiej i niskiej zasobności w przyswajalny magnez (opracowano na podstawie GUS, 2024)
Na glebach o bardzo niskiej i niskiej zasobności w magnez nie wystarczy zapewnienie bieżących potrzeb żywieniowych rośliny. Konieczna jest jeszcze korekta zawartości, co najmniej do środkowej wartości z przedziału opisującego średnią zasobność w magnez. Chodzi o wysycenia kompleksu sorpcyjnego magnezem i doprowadzenie do równowagi między zawartością kationów zasadowych i kwasowych. W glebach kwaśnych jest to zdecydowanie trudniejsze. Stąd rekomendacja aby najpierw uregulować odczyn, a w kolejnym kroku zajęć się magnezem i innymi składnikami. Wapnowania można dokonać (przynajmniej częściowo) z użyciem związków magnezu. W ten sposób także uzupełniamy deficyt kationów Mg2+ w glebie. Przy okazji warto przypomnieć, że siła odkwaszająca magnezu jest o 40% większa niż wapnia.
Dość często mamy do czynienia z sytuacją gdy w stanowisku nie ma problemu z odczynem, lecz mimo to gleba jest uboga w magnez. W tych okolicznościach absolutnie nie stosujemy nawozu odkwaszającego. Poszukujemy na rynku nośników neutralnych. Najczęściej są to siarczany magnezu lub nawozy zawierające dodatkowo niewielką ilość rozdrobnionego węglanu magnezu. Szybkość działania siarczanu magnezu zależy od stopnia uwodnienia. Im więcej cząsteczek wody, tym większa rozpuszczalność.
Współdziałanie azotu i magnezu
Dynamika wzrostu każdej rośliny uprawnej jest zróżnicowana: obejmuje początkową fazę młodocianą (wykładniczy przyrost biomasy), dalej okres szybkiego wzrostu (liniowy przyrost biomasy) oraz fazę dojrzałą (umiarkowany przyrost, aż do uzyskania stabilizacji na określonym poziomie). W trzeciej z wymienionych faz kształtowana jest też jakość plonu, zależnie od specyfiki uprawy przejawiająca się wzrostem zawartości białka, tłuszczu lub sacharozy.
Azot jest najważniejszym plonotwórczo składnikiem, lecz na każdym etapie wzrostu do efektywnego metabolizmu azotu niezbędna jest obecność magnezu.
W początkowym okresie roślina musi być przygotowana do poszukiwania azotu, zarówno z zasobów glebowych jak i ze stosowanych nawozów. Po aplikacji nawóz musi się przecież najpierw rozpuścić i w dalszej kolejności znaleźć się w strefie oddziaływania korzeni (ryzosfery). Może się to stać na drodze przepływu z wodą i/lub w wyniku wzrostu korzeni do stref z większą zawartością składnika. Penetracja gleby, zwłaszcza w pierwszym okresie wegetacji, jest szczególnie ważna dla roślin ozimych po wiosennym starcie, ponieważ nie zawsze i nie w każdym regionie możliwa jest wczesno wiosenna aplikacja. Chodzi o uwarunkowania ustawowe oraz przyrodnicze (kwestia wjazdu na pole – dotyczy zarówno pól uprawnych jak i TUZ).
Niezależnie od stadium rozwojowego podziały i różnicowanie się komórek wymaga energii. Swoistym nośnikiem zasobów energetycznych jest ATP (konieczne dobre zaopatrzenie w fosfor). Jednak uwolnienie energii odbywa się z udziałem ATP-azy, która musi być aktywowana przez Mg2+. Wracając do korzeni trzeba pamiętać, że w glebach kwaśnych, które niestety przeważają w Polsce, występuje duża aktywność kationów glinu (Al3+). Skutkiem są nieodwracalne uszkodzenia i deformacje korzeni. W badaniach naukowych wykazano dodatni związek między zawartością magnezu w tkankach roślinnych a zdolnością do syntezy i wydzielania do ryzosfery (najbliższe sąsiedztwo korzeni) kwasów organicznych wiążących Al3+ (ryc. 3). Jest to mechanizm obronny rośliny pozwalający na funkcjonowanie w stresie abiotycznym wynikającym z niskiego pH. Efektem jest sprawniejsze pobieranie azotu, wody i innych składników mineralnych.
Rycina 3. Aplikacja magnezu a unieruchamianie toksycznego glinu (źródło: Potarzycki)
Magnez jest składnikiem kontrolującym produkcję asymilatów w procesie fotosyntezy. Wynika to z dwóch powodów:
- jest centralnym atomem pudowy chlorofilu (zielonego barwnika), bez którego proces nie zachodzi
- aktywuje enzym RuBisCO, który katalizuje reakcję przyłączenia cząsteczki dwutlenku węgla do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w tak zwanej fazie ciemnej fotosyntezy
Dlatego niedobory magnezu charakteryzują się chlorozami, objawiającymi się jasno zielonymi (w skrajnych przypadkach żółtymi) przebarwieniami zlokalizowanymi początkowo na starszych liściach. Na roślinach jednoliściennych (klasyczne zboża) chlorozy mają charakter perełkowatości lub paskowatych przebarwień (kukurydza), natomiast u dwuliściennych są to jaśniejsze obszary między nerwami (ryc. 4). W tym miejscu drobna uwaga – brak na naszym polu takich objawów nie jest równoznaczny z rezygnacją z nawożenia. Rośliny zamieszczone na fotografiach wołają „ratunku”, a to oznacza, że założony potencjał nie zostanie zrealizowany.
Rycina 4. Objawy niedoboru magnezu (fot. Potarzycki)
Aktywność fotosyntetyczna roślin jest istotna praktycznie w całym okresie wegetacji, lecz ma szczególnie duże znaczenie w czasie wzrostu wegetatywnego czyli przed kwitnieniem. Produkty fotosyntezy kontrolują nie tylko wzrost łodyg i liści, lecz także korzeni (ryc. 5).
Rycina 5. Pokrój rośliny a stan zaopatrzenia w magnez (opracowano na podstawie Cakmak 2013, Plant and Soil)
Dla praktyki rolniczej oznacza to, że podaż azotu nakierowana na intensywny wzrost roślin i w konsekwencji duży plon nie wystarczy. W warunkach deficytu magnezu inwestycja w nawóz azotowy okaże się nietrafiona. Jest to niezwykle ważne także ze względów środowiskowych. Wystarczy wyobrazić sobie sytuację w której rolnik stosuje azot w dobrej wierze, spodziewając się dobrych efektów plonotwórczych, lecz ze względu na problemy z akumulacją kationów NH4+ oraz anionów NO3–, indukowaną deficytem Mg, jony te nie zostaną pobrane (zwłaszcza azotany) i będą zanieczyszczały wody gruntowe i/lub powierzchniowe.
Indeksy zieloności liści (SPAD) bardzo dobrze opisują aktywność roślin w wegetatywnej fazie wzrostu i pozwalają prognozować wysoki plon. Jednak żeby tak się stało konieczny jest transfer produktów fotosyntezy do rozwijających się kłosów/łuszczyn/strąków/kolb i innych. Jest to bardzo ważna informacja. Nie wystarczy bowiem wyprodukować dużą biomasę wegetatywną. Trzeba to wszystko jeszcze przemieścić do organów użytkowych. Dzieje się w wiązkach przewodzących, ściślej we floemie. Głównym składnikiem odpowiedzialnym za transfer jest potas (K), jednak tak zwany załadunek floemu (upraszczając: powstanie kompleksu K-asymilat) wymaga obecności magnezu. Przemieszczane są także związki azotu, co przekłada się na zawartość białka w ziarnie zbóż (ryc. 6).
Producent rolny stosując nawóz azotowy oczekuje możliwie dużego wykorzystania azotu z danego produktu. Wskaźnik ten może wahać się w szerokich granicach. Przyjmuje się, że w dobrym stanowisku wynosi 60-70%, choć literatura podaje wartości na poziomie 30-50%, co w wielu regionach świata stanowi poważny problem. W trzyletnich badaniach wykonanych na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu wykazano, że w warunkach wysokiej zasobności gleby w fosfor i potas oraz podaży siarczanu magnezu możliwe jest osiągnięcie poziomu 90%.
Rycina 7. Wykorzystanie azotu z nawozu przez pszenicę ozimą w trzyletnim okresie badań (źródło: Potarzycki i in, 2022), %
Dawki i termin stosowania magnezu
Strategia nawożenia magnezem musi być poprzedzona diagnozą gleby. W sytuacji gdy konieczna jest korekta zasobności gleby obligatoryjnie siarczan magnezu powinien być wprowadzony doglebowo, przed siewem/sadzeniem roślin. Dawka korekcyjna (nie żywieniowa) zależy od stopnia wyczerpania gleby, lecz nie powinna być mniejsza niż 25 g Mg/ha. Jeśli zasobność gleby jest średnia skupiamy się na bieżącym żywieniu plantacji/łanu. Łączne pobranie magnezu (i siarki) zależy od założonego plonu. Ilości potrzebne na wyprodukowanie 1t plonu podano w tabeli 1.
Tabela 1. Zapotrzebowanie roślin uprawnych na magnez i siarkę (Potarzycki, 2021)
W przypadku roślin o długim okresie wegetacji warto łączyć wczesne nawożenie doglebowe, z późniejszą aplikacją dolistną, zastosowaną w okresie intensywnego wzrostu wegetatywnego. O ile jeszcze tego nie zrobiono, dla roślin ozimych dobrym terminem doglebowego nawożenia jest okres późno-jesienny, a nawet zimowy. Nawozy z magnezem, pod warunkiem, że nie zawierają azotu można z powodzeniem zastosować w najbliższych tygodniach. Spośród produktów z LUVENY można wybrać LUBOPLON MAG-MAKS, z udziałem form magnezu o różnej rozpuszczalności. W granuli nawozowej dominuje magnez dobrze rozpuszczalny w wodzie, lecz znajdują się tam także połączenia, z których magnez będzie uwalniany w późniejszych stadiach rozwojowych. Ma to praktyczne znaczenie, ponieważ jak pokazuje rycina 8 spore ilości tego składnika roślina pobiera (akumuluje) po kwitnieniu. W słabych stanowiskach oraz pod rośliny o dużych wymaganiach względem wapnia warto rozważyć także wysiew LUBOPLONU CAL-MAG. Całą paletę składników drugoplanowych w towarzystwie potasu znajdziemy w nawozie LUBOPLON-KALIUM, który oprócz klasycznych upraw polowych świetnie nadaje się na trwałe użytki zielone (TUZ). Jeśli możliwy będzie wjazd na użytek rekomendowanym terminem jest okres najbliższych 2-3 miesięcy.
W przypadku roślin jarych główny akcent jeśli chodzi o stosowanie siarczanu magnezu powinien przypadać na wiosenny okres uprawek przedsiewnych.
Rycina 8. Dynamika pobierania magnezu przez rośliny uprawne (źródło: Potarzycki, 2023)
