O składnikach z różnych źródeł

W ostatnich tygodniach producenci rolni, studenci, doradcy – wszyscy pytają o to, jak zaoszczędzić na nawożeniu. Można byłoby powiedzieć: nic nowego. Jednak tej jesieni, częściej niż zwykle, wybrzmiewają pytania o alternatywne źródła składników pokarmowych, w konfrontacji z nawozami mineralnymi. Coraz powszechniejsze są opinie, że na wiosnę podstawową bazą pokarmową dla roślin będą nawozy naturalne i organiczne oraz zasoby glebowe. Jeden z rozmówców powiedział mi wręcz: wiosną nie zastosuję żadnych nawozów, rośliny muszą sobie poradzić i wykorzystać to, co jest w glebie.

Takie stwierdzenia muszą budzić niepokój przynajmniej z dwóch powodów. Pierwszy dotyczy możliwych skłonności do niekontrolowanego stosowania nawozów naturalnych szybkodziałających (gnojowica, gnojówka), zarówno w kontekście oddziaływania na środowisko (termin, sposób aplikacji, dawka), jak i wpływu na same rośliny – chodzi o przekonanie o „kompletności” tych nawozów, o czym w dalszej części tekstu. Oddzielną kwestią jest ocena wartości nawozowej obornika i nawozów organicznych odniesionej do szybkości uwalniania azotu, która ze zrozumiałych względów w pierwszym roku jest mniejsza niż z nawozów mineralnych. Drugą przyczyną niepokoju jest perspektywa dalszego wyczerpywania polskich gleb z zasobów składników mineralnych, które już teraz w wielu regionach kraju są niedostateczne dla realizacji produkcji na poziomie średniej krajowej.

Powyższe dylematy mają jednak także pozytywny wymiar, ponieważ zmuszają wszystkich zainteresowanych do pogłębienia wiedzy na temat źródeł składników i ewentualnych współdziałań. Dlatego dzisiaj postaram się przybliżyć tę problematykę, zwracając uwagę na: (1) skład chemiczny poszczególnych źródeł składników; (2) niuanse związane z efektywnością działania; (3) diagnozę i pobranie jednostkowe jako punkt wyjścia.

Aktualny stan zasobności gleb

Podstawowe pytanie brzmi: czy rzeczywiście możemy pozwolić sobie na czerpanie wyłącznie z zasobów glebowych. Odpowiedź na to pytanie wymagałaby długiego wywodu akademickiego. Upraszczając – spójrzmy na zasobność gleby, a wszystko będzie jasne. Jeśli w wyniku testu glebowego, który powinniśmy wykonać raz na 3-4 lata, okaże się, że zasobność naszej gleby jest wysoko lub bardzo wysoka, wtedy rzeczywiście możemy zastosować tylko dawkę startową (20-30% potrzeb pokarmowych rośliny) lub nawet zrezygnować z nawożenia danym składnikiem. W przypadku zasobności średniej dawka składnika powinna oscylować na poziomie wyliczonych potrzeb pokarmowych dla założonego plonu. W glebach zdegradowanych/wyczerpanych gospodarowanie składnikami wiąże się nie tylko z bieżącym nawożeniem, lecz także z systematycznym podnoszeniem zasobności gleby, a to wymaga niemałych nakładów finansowych.

Dane opublikowane w tym roku przez GUS jednoznacznie wskazują, że zasobność gleb polskich w makroskładniki nie poprawia się (ryc. 1-3). Około 31% powierzchni gruntów ornych stanowią gleby o bardzo niskiej i niskiej zawartości fosforu, choć z drugiej strony należy zauważyć, że odsetek gleb zasobnych w niektórych województwach przekracza 25%. Dlatego racjonalne gospodarowanie fosforem wymaga bezwzględnej kontroli opartej o test glebowy. Największy problem stanowi jednak potas. W odniesieniu do tego pierwiastka aż 15% to gleby o bardzo niskiej zasobności, kolejne 24% to grunty niskozasobne. Warto zauważyć, że bardzo wysoką zasobność w potas czyli tak naprawdę poziom zwalniający z bieżącego nawożenia określono tylko dla 1% gleb. W przypadku magnezu 27% przebadanych próbek zawiera się w klasach bardzo niskiej i niskiej zasobności. Najgorzej pod tym względem prezentują się województwa Lubelskie i Mazowieckie (łącznie odpowiednio 43 i 33% gleb ubogich w magnez), w dalszej kolejności Śląskie i Wielkopolskie, 31 i 29%.

Rycina 1. Udział gleb w poszczególnych klasach zasobności w fosfor (%), opracowano na podstawie danych GUS 2022

Rycina 2. Udział gleb w poszczególnych klasach zasobności w potas (%), opracowano na podstawie danych GUS 2022

Rycina 3. Udział gleb w poszczególnych klasach zasobności w magnez (%), opracowano na podstawie danych GUS 2022

Wartość obornika i gnojowicy

Zawartość poszczególnych składników w nawozach naturalnych jest wypadkową wielu czynników związanych z żywieniem zwierząt i sposobem przechowywania, a w przypadku obornika dodatkowo z ilością słomy użytej do produkcji tego nawozu. Średnie zawartości składników w oborniku przedstawiono w tabeli 1. Z zamieszczonych danych wynika, że w oborniku najwięcej jest potasu, nieco mniej azotu, natomiast ilość fosforu wprowadzona z równoważną dawką nawozu jest najmniejsza.

Tabela 1. Przeciętna zawartość makroskładników w oborniku, kg/t nawozu

Przybliżony skład chemiczny gnojowicy, uwzględniający różne grupy zwierząt, zamieszczono w tabeli 2. Jednak dla tego nawozu zdecydowanie trudniejsze jest precyzyjne określenie wartości nawozowej. Wynika to nie tylko ze składu chemicznego odchodów, ale także z konsystencji nawozu związanej z zwartością wody. W porównaniu z gnojowicą gęstą, koncentracja składników w gnojowicy rozcieńczonej będzie zupełnie inna. W efekcie podaż będzie zróżnicowana (ryc. 4).

Tabela 2. Przeciętna zawartość makroskładników w gnojowicy, kg/m³ nawozu

Rycina 4. Dawki składników NPK wprowadzone do gleby z dawką 10 m³/ha, a rodzaj gnojowicy (G – gnojowica gęsta, 10 % s.m.; R – gnojowica rozcieńczona, 2% s.m.)

Kolejnym ważnym aspektem, który należy uwzględnić, są formy chemiczne składników. W tym kontekście na szczególną uwagę zasługuje gnojowica. Jest to nawóz bogaty w azot mineralny. Zdarza się, że zawartość mineralnych form czyli bezpośrednio dostępnych dla roślin kształtuje się na poziomie 60-65%. Z tego w gnojowicy bydlęcej połowę stanowi azot amonowy, natomiast w gnojowicy trzody 70-80%. Prawdą jest, że kationy amonowe (NH₄⁺) są bardzo dobrze wiązane w glebie, a to oznacza możliwość pobrania azotu z gnojowicy nawet po kilku miesiącach. Trzeba jednak pamiętać, że gnojowica ma odczyn zasadowy. W tych warunkach łatwo powstaje amoniak, który ulatniając się do atmosfery powoduje straty azotu, o zanieczyszczeniu środowiska nie wspominając. Stąd tak ważna jest metoda aplikacji. Inne niebezpieczeństwo polega na tym, że zastosowanie dużej dawki gnojowicy (na granicy prawnie dozwolonej), krótko przed siewem/sadzeniem, może spowodować zatrucie roślin amoniakiem.

Z badań wykonanych w IUNG wynika, że w porównaniu z metodą rozbryzgową, wykorzystanie węży wleczonych zmniejsza straty azotu o 37%, a aplikacja wgłębna aż o 83%. Między innymi z tego powodu oszacowanie realnej dostępności azotu z gnojowicy jest bardzo trudne. W doradztwie funkcjonują współczynniki przeliczeniowe, które dla azotu z gnojowicy bydlęcej i trzody chlewnej wynoszą od 0,5 do 0,7. Przykładowo wartość 0,5 oznacza, że 100 kg azotu z gnojowicy działa porównywalnie do 50 kg azotu z nawozu mineralnego. Jednak przy założeniu stosowania nawozu późnym latem lub wczesną jesienią najlepszym rozwiązaniem będzie wykonanie na przedwiośniu testu na zawartość azotu mineralnego (test N_min), który odpowie nie tylko na pytanie o ilość azotu mineralnego w glebie, lecz także wskaże na udział poszczególnych form azotu, z uwzględnieniem rozmieszczenia w profilu glebowym. Na tej podstawie zdecydowanie łatwiej będzie ustalić strategię wiosennego nawożenia azotem.

Ze względu na powszechność stosowania, problematyka dostępności fosforu z gnojowicy została bardzo dobrze rozpoznana w Holandii. Liczne badania wskazują, że 80-85% fosforu w gnojowicy to formy mineralne, z czego ponad połowę stanowi fosfor rozpuszczalny w wodzie. Obecność szybkodziałającego fosforu w tym nawozie nie zmienia faktu, że aniony fosforanowe są tak samo podatne na uwstecznianie i wiązanie mikrobiologiczne jak fosfor z klasycznych nawozów mineralnych. Potas w gnojowicy to głównie związki mineralne, dobrze przyswajalne.

W porównaniu z gnojowicą szybkość działania składników z obornika jest zdecydowanie mniejsza, co wynika z konieczności rozkładu słomy, jako ważnego ilościowo komponentu obornika. W praktyce oznacza to dużo większą zawartość azotu organicznego, a także większe zróżnicowanie pod względem form fosforu. Dla obornika można przyjąć następujące wartości wykorzystania składników: azot 55-60% (I rok 30%), fosfor 30-35% (I rok 20%), potas 70-80% (I rok 50-55%).

Pamiętajmy, że mineralizacja związków organicznych w nawozach naturalnych i organicznych odbywa się z udziałem mikroorganizmów glebowych, a to wymaga zadbania o odczyn gleby. Tylko w glebach obojętnych (pH w 1M KCl 6,5 – 7,2) można oczekiwać efektywnego uwalnianiem składników z alternatywnych źródeł, o których mowa.

Liście buraczane

Plantatorzy buraków cukrowych znają doskonale wartość liści pozostających na polu, traktując je jako cenne źródło składników dla rośliny następczej. Bez analizy chemicznej materiału roślinnego bardzo trudno podać nawet przybliżone ilości poszczególnych składników wprowadzonych do gleby, gdyż zakres możliwych wartości jest bardzo duży (tab. 3). Wynika to zarówno z biomasy liści i efektu rozcieńczenia składników w tej biomasie, jak i z ogólnego stanu zaopatrzenia buraków cukrowych w okresie wegetacji. Nie chodzi tylko o możliwości pobrania składników (efekt zasobności gleby i nawożenia), lecz także transfer do korzeni, związany z kolei z zaopatrzeniem w składniki drugoplanowe i mikroelementy. Warto zauważyć, że w stosunku do azotu (1,0) dla potasu relacja wynosi około 1,7 a dla fosforu 0,2. Zatem dopływ fosforu z liści buraków cukrowych jest raczej symboliczny (tab. 4).

Tabela 3. Średnia zawartość i zakres zmienności zawartości makroskładników w liściach buraków cukrowych, % s.m. (podano za Grzebiszem 2009)

Tabela 4. Wartość nawozowa liści buraków cukrowych (masa liści 50 t/ha) – opracowano na podstawie danych różnych autorów

Azot od bobowatych

W trudnych czasach wzrasta znaczenie roślin bobowatych jako źródła „darmowego azotu”. Niedawno jeden ze studentów na seminarium zapytał retorycznie czy rzeczywiście darmowego?! Miał dużo racji. Efektywne pozyskanie azotu atmosferycznego wymaga stworzenia roślinom i mikroorganizmom odpowiednich warunków, począwszy od zapewnienia stanowiska o odpowiednim odczynie, skończywszy na dużej dostępności fosforu, siarki i mikroelementów. Niedawno była o tym mowa tutaj.

Łączyć nawożenie mineralne z innymi źródłami

Po omówieniu wartości nawozów naturalnych i organicznych nasuwa się pytanie: czy można całkowicie zrezygnować z nawożenia mineralnego lub o ile ograniczyć dawkę. Podejmując decyzję należy uwzględnić:

1. Aktualną zasobność gleby, zarówno w azot jak i pozostałe składniki;
2. Potrzeby pokarmowe roślin dla określonego poziomu plonu;
3. Dopływ z innych źródeł (charakteryzowanych wyżej);

Dobrym przykładem, a zarazem podsumowaniem, mogą być rozważania dotyczące ustalenia potrzeb nawożenia kukurydzy (tab. 5). Gatunek ten bardzo dobrze reaguje na nawożenie gnojowicą.

Tabela 5. Orientacyjne dawki fosforu i potasu uwzględniające zasobność gleby i stosowanie gnojowicy bydlęcej (G) w dawce 30 m³/ha; Wartości podano w kg/t zakładanego plonu ziarna

Przyjmijmy, że jesienią zastosowano gnojowicę w dawce 30 m³/ha. Pozwala to na zmniejszenie dawek fosforu i potasu w nawozach mineralnych potrzebnych na wyprodukowanie jednostki plonu (tab. 5). Ze względu na dużą zawartość potasu w gnojowicy można zrezygnować z nawożenia mineralnego tym pierwiastkiem, lecz tylko w stanowiskach zasobnych, których odsetek w Polsce jest niewielki. Natomiast odstąpienie od stosowania fosforu może okazać się ryzykowne, zwłaszcza w uprawie kukurydzy – gatunku o silnej reakcji nawet na niewielki deficyt fosforanów. W stanowiskach zasobnych zastosujmy więc startową (niewielką) dawkę fosforu w formie nawozu mineralnego. Można to zrobić powierzchniowo w zespole uprawek przedsiewnych lub w okresie siewu w technice zlokalizowanej.

Zapamiętaj (!) Nawozy naturalne i organiczne mają dużą wartość żywieniową oraz poprawiają bilans materii organicznej. Jednak działanie poszczególnych nośników jest rozłożone w czasie, wymaga uwzględnienia warunków aplikacji i stosunków ilościowych między składnikami. Stąd podejmując decyzje odnośnie do strategii nawożenia należy uwzględniać komfort żywieniowy roślin, a to wymaga dywersyfikacji źródeł, w tym stosowania nawozów mineralnych.