EKSPERT RADZI
Są różne pod względem chemicznym, mają wielokierunkowy, często odmienny wpływ na metabolizm rośliny. Nie da się ich zastąpić. Bez nich trudno wyobrazić sobie zbilansowane nawożenie. Jeśli tak, to warto poszukać podobieństw, po to by lepiej rozpoznać interakcje. Jedno jest pewne – oba, oprócz specyficznych funkcji, pomagają roślinie łagodzić skutki stresów. Jak pokazują ostatnie miesiące nie tylko środowiskowych, lecz także ekonomicznych. Mowa o potasie i siarce.
Różne zachowania w glebie
Najpierw przypomnijmy stwierdzenie pozostające u podstaw chemii rolnej: „rośliny uprawne pobierają składniki mineralne z gleby w formie kationu lub anionu z wody glebowej czyli roztworu glebowego”. W praktyce oznacza to, że roślina jest zainteresowana wyłącznie formami mineralnymi.
Potas zachowuje się jak typowy kation czyli jest pobierany jako K+, a w kierunku korzeni przemieszcza się w procesie dyfuzji. Praktycznie nie występuje natomiast w połączeniach organicznych. W odróżnieniu od potasu ponad 90% siarki stanowią związki organiczne, które aby mogły być wykorzystane przez rośliny muszą ulec mineralizacji, a to wymaga stworzenia mikroorganizmom odpowiednich warunków. Niezależnie od źródła, rośliny przyswajają siarkę w postaci anionu SO42-. Pamiętając, że glebowy kompleks sorpcyjny ma ujemny wypadkowy ładunek czyli przyłącza kationy, w glebie łatwiej magazynowany jest potas (+) niż siarka (-). Siarczany są więc w profilu glebowym bardziej mobilne, natomiast wymywanie potasu jest funkcją kategorii agronomicznej gleby. W glebach średnich, odmiennie niż w lekkich, przemieszczanie K+ do podglebia jest mniej intensywne, co należy uwzględnić w strategii nawożenia odniesionej do częstotliwości aplikacji składnika.
Jest jeszcze jeden szczegół różniący oba pierwiastki. Siarka może być pobierana bezpośrednio z atmosfery przez aparaty szparkowe w liściu. Nie są to jednak znaczące ilości.
Gdzie szukać objawów niedoboru?
Pierwsze objawy niedoboru potasu zawsze występują na starszych liściach (fot. 1). Zwykle są to najpierw chlorozy, a później nekrozy postępujące od brzegów blaszki liściowej. W skrajnych przypadkach liście stają się czerwono-brunatne. Powszechne jest zasychanie końcówek liści, które stają się nieaktywne w procesie fotosyntezy.
Fotografia 1. Wizualne objawy niedoboru potasu
W przypadku siarki organami wskaźnikowymi są najmłodsze liście (Fot. 2). Składnik ten jest w roślinie mało mobilny, a to znaczy, że po wystąpieniu deficytu w glebie nie jest wycofywany z liści starszych, dlatego chloroza (zanik chlorofilu) dotyczy zawsze nowo tworzonych organów.
Fotografia 2. Wizualne objawy niedoboru siarki
Na czym polega specyfika?
Opis funkcji fizjologicznych omawianych pierwiastków wymagałby wykładu akademickiego. Skupmy się na najważniejszych (tab. 1)
Tabela 1. Ważniejsze funkcje fizjologiczne potasu i siarki w roślinie
Ze względu na specyfikę działania nie jest możliwe ograniczenie podaży potasu i siarki bez konsekwencji dla rośliny. Nie da się ich zastąpić. Zapamiętajmy, że niezależnie od omawianego gatunku, struktura plonu kształtowana jest na różnych etapach wzrostu. Najpierw pierwotna, potem wtórna. Choć nie zawsze zdajemy sobie z tego sprawę zawiązki kłosów/kolb/łuszczyn – stanowiące strukturę pierwotną – kształtowane są już w wegetatywnej fazie wzrostu (przed kwitnieniem). Stąd tak ważne jest odpowiednie zaopatrzenie plantacji/łanu w potas przed rozpoczęciem intensywnego wzrostu (początek strzelania w źdźbło/stadium 5 liści kukurydzy/początek wzrostu wydłużeniowego rzepaku), gdyż większość roślin maksimum akumulacji K osiąga w stadium pełni kwitnienia. W tym kontekście okres krytyczny względem siarki okazuje się dłuższy kalendarzowo, ponieważ zależnie od uprawianego gatunku 20-40% S rośliny akumulują jeszcze po kwitnieniu, gdy ustalana jest ostateczna struktura czyli masa ziarniaków/nasion. Jest to informacja kluczowa ze względu na termin aplikacji nawozów zawierających siarkę, również z powodu formulacji chemicznej nakierowanej na rozłożone w czasie uwalnianie anionów siarczanowych z granuli nawozowej.
W walce ze stresem
Roślina, jak każdy żywy organizm, stresuje się. Definicja mówi, że stresem nazywamy stan fizjologiczny rośliny wywołany działaniem czynników środowiskowych, powodujących zahamowanie procesów wzrostu i rozwoju oraz zakłócenie reprodukcji (źródło definicji Grzebisz, 2008). Niestety od lat przyzwyczajamy się do produkcji roślinnej w warunkach stresu wodnego. Jak wynika z przywołanej definicji czynnik stresowy oddziałuje na roślinę w całym okresie wegetacji, obejmując zarówno wzrost wegetatywny jak i reprodukcję. Co ważne – im wcześniejsze stadium rozwojowe, w którym pojawi się problem, tym większe konsekwencje dla rośliny (ryc. 1).
Rycina 1. Czynnik stresowy a konsekwencje dla rośliny – schemat, Potarzycki (2017)
Gospodarka wodna rośliny jest ściśle powiązana ze stanem zaopatrzenia w potas, między innymi ze względu na wpływ tego składnika na procesy osmotyczne kontrolujące dobowy cykl pracy aparatów szparkowych. W ten sposób jony K+ regulują uwodnienie tkanek roślinnych. Nie ma znaczenia, że łan/plantacja nie wykazuje negatywnych wizualnych symptomów. Wystarczy utajony deficyt, by roślina całkowicie poddała się stresowi wodnemu. Dlatego tak ważne jest odpowiednio wczesne wysycenie gleby potasem. Aplikacja nawozu potasowego w stadium początku intensywnego wzrostu (którego początek oznaczono I na krzywej z ryc. 1) jest już całkowicie spóźniona. Wszechstronność potasu wynika z faktu, że pierwiastek ten stymuluje reakcję roślin na przeciwstawianie się skutkom obecności patogena, które określane są jako stresy biotyczne. W roślinie optymalnie zaopatrzonej w potas zwiększona jest produkcja β-glukozydazy, co z kolei wiąże się z produkcją fenoli – substancji toksycznych dla grzybów patogennych oraz bakterii i wirusów. Rola potasu polega też na kontroli produkcji węglowodanów strukturalnych (w tym lignin), stanowiących fizyczną barierę dla patogenów. Od odżywienia potasem zależy sprawność tworzenia warstwy korka wokół ran powstałych na roślinie.
Przełamywanie stresu biotycznego przez rośliny wiąże się z też obecnością siarki w nawozach. Podobnie jak omówiony wcześniej związek potasu z syntezą lignin, również siarka przyczynia się do poprawy „szczelności” powierzchniowych tkanek rośliny. Ponadto w warunkach odpowiedniej podaży siarczanów rośliny syntetyzują lotne związki, takie jak tioestry alifatyczne, polisiarczki i sulfotlenki o działaniu grzybobójczym i bakteriostatycznym. Działanie nawozów siarkowych jest dość spektakularnie dokumentowane w uprawach rzepaku ozimego oraz czosnku i cebuli. Mechanizm ten dotyczy jednak wszystkich roślin uprawnych.
W tym roku w wielu gospodarstwach roślinny stresują się bardziej niż zwykle. Chodzi o stres żywieniowy, wynikający z mniejszej dostępności azotu. Ograniczenia dawek nawozów azotowych wymaga zwrócenia uwagi na działanie składników odpowiedzialnych za efektywność azotu. Pod tym względem, zarówno potas jak i ciągle niedoceniana siarka, działają podobnie w tym znaczeniu, że oba pierwiastki przyczyniają się do większego wykorzystania azotu z nawozów. Badania wykonane w ostatnich latach na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu pokazują szczególnie duży wpływ bilansowania składników wtedy, gdy stosowane dawki azotu znajdują się w dolnych zakresach przedziału uznanego za optymalny, w danych warunkach.
Jaki jest stan gleb?
Potas uznawany jest za składnik minimum produkcji roślinnej. W Polsce w wielu regionach udział gleb z bardzo niską i niską zasobnością w potas przekracza 50% (ryc. 2)
Rycina 2. Zasobność polskich gleb w przyswajalny potas (opracowano na podstawie danych GUS, 2020)
Badania monitoringowe publikowane przez IUNG pokazują, że średnia zawartość siarki siarczanowej w glebach ornych w ostatnich 5 latach znacznie się zwiększyła, co należy uznać za pozytywny trend (ryc. 3). Jednak bilans siarki w polskim rolnictwie nadal pozostaje ujemny.
Rycina 3. Zawartość siarki przyswajalnej w glebach ornych Polski (opracowano na podstawie: Monitoring chemizmu gleb Polski, IUNG)
Potas i siarka w nawozach
Oba omawiane składniki znajdują się w nawozach produkowanych w LUVENA S.A. Oprócz oferowanych typowych nawozów potasowych, składnik ten znajduje się we wszystkich nawozach wieloskładnikowych, a różna relacje potasu do fosforu pozwalają na wybór odpowiedniego produktu, zależnie od zasobności gleby i potrzeb rośliny. Charakterystyczną cechą nawozów z Lubonia jest zawartość siarki siarczanowej. Związki siarki spotkamy na pewno we wszystkich nawozach typu LUBOFOS i LUBOFOSKA, a także w specjalistycznych LUBOPLONACH. Wykonane wieloletnie badania polowe potwierdziły plonotwórcze działanie siarki z SUPERFOSFATU PROSTEGO w uprawach jęczmienia jarego, pszenicy ozimej i rzepaku ozimego.
Podsumowując – mimo zróżnicowania wynikającego z właściwości chemicznych, specyfiki odniesionej do procesów fizjologicznych w roślinie i dynamiki akumulacji, potas i siarka wykazują dużo podobieństw. Najważniejsze dotyczą przeciwdziałaniu stresom abiotycznym (związanym nie tylko z warunkami meteorologicznymi, lecz także mniejszą podażą azotu) oraz biotycznym indukowanym przez patogeny.
