Precyzyjnie z azotem

Czas podejmowania pierwszych decyzji w tym roku związanych ze stosowaniem azotu zbliża się nieuchronnie. Ten temat zawsze wzbudza emocje, jednak na przedwiośniu 2023 dyskusje o dylematach związanych aplikacją nawozów są szczególnie gorące. Nie będziemy zajmować się dzisiaj kwestią terminu, ponieważ są to uwarunkowania niezależne od nas (producentów rolnych i naukowców). Jak informuje MRiRW wcześniejsze stosowanie azotu będzie możliwe w określonych powiatach zależnie od warunków meteorologicznych określanych przez IMiGW https://www.gov.pl/web/rolnictwo/zmiany-w-programie-azotanowym

O tym, że stosowanie azotu wymaga precyzji staram się mówić studentom od lat, przywołując zarówno względy ekonomiczne jak i ekologiczne. Mam wrażenie, że tej zimy zainteresowanie diagnostyką azotu rolników i firm pracujących na rzecz rolnictwa jest wyjątkowo duże i nie mam wątpliwości, że u podstaw takiego myślenia stoją przesłanki ekonomiczne. Jeśli przy okazji skorzysta środowisko, tym lepiej.

Początek lutego to ostatni moment by wziąć się za ocenę pola pod względem zawartości azotu. Dlatego zajmiemy się najpierw szczegółami technicznymi związanymi z wykonaniem testu N_min, a potem skupimy się nad tym jak uzyskane wyniki wykorzystać w praktyce. Kolejnym krokiem będzie wsparcie dla azotu, o czym napiszę pod koniec lutego.

Natura azotu w glebie

Ogólne zasoby azotu w glebie bywają całkiem spore. Problem w tym, że wśród związków azotu obecnych w glebie około 95% stanowią formy organiczne, które z definicji nie mogą być pobierane przez rośliny. Są więc całkowicie nieużyteczne? Nie jest aż tak źle, lecz rozkładowi mikrobiologicznemu podlega tylko część tych zasobów, co zależnie od stanowiska może przynieść w roku średnio 30-120 kg „dodatkowego” azotu. Nie mam wątpliwości, że zainteresowanie wzbudza górna wartość z przywołanego przedziału, bo tak duży dopływ azotu z zasobów glebowych musi działać na wyobraźnię. U podstaw stoją jednak dwie grupy czynników związanych z: (1) przedplonem i pozostałą na polu biomasą organiczną, (2) warunkami koniecznymi do funkcjonowania mikroorganizmów glebowych. Odnosząc się do pierwszego punktu – zupełnie inna (większa) biomasa organiczna pozostanie na polu po zbiorze kukurydzy na ziarno lub rzepaku ozimego, niż po wykopaniu ziemniaków. Analizując drugą grupę czynników – należy wziąć pod uwagę między innymi odczyn gleby, od którego zależy także życie biologiczne gleby.

Prawdą jest, że intensywność procesu mineralizacji azotu glebowego jest największa latem, co z kolei w niewielkim stopniu wpływa na bilans azotu w pszenicy ozimej i jest zupełnie bez znaczenia dla rzepaku ozimego. Wrócimy jednak to tego omawiając gospodarkę azotem roślin jarych.

Jeszcze tylko małe przypomnienie odnoszące się do form azotu mineralnego (ryc. 1)

Ryc. 1. Formy azotu mineralnego w glebie – różnice

Kilka informacji na temat testu N_min

Oceny zawartości mineralnych form azotu musimy dokonać na przedwiośniu, możliwie krótko przed ruszeniem wegetacji/stosowaniem nawozów. Nasuwa się pytanie dlaczego nie można tego zrobić ze spokojem jesienią? Wynika to z dużej podatności azotanów na działanie czynników pogodowych (wymywanie) z jednej strony, z drugiej w okresie późno jesiennym (a nawet zimowym) możliwe jest uwalnianie form amonowych jako efekt pracy mikroorganizmów (dotyczy ciepłych dni z temperaturą powyżej 8^oC).

Z tego samego powodu próbki gleby po pobraniu powinny być w stanie wilgotnym natychmiast przetransportowane do laboratorium, po to by w okresie przechowywania nie uruchomiły się przemiany mikrobiologiczne (= dodatkowa produkcja azotu mineralnego). Jeśli konieczne jest przechowywania próbek, materiał glebowy należy umieścić w lodówce (temp. do 4^oC) lub zamrozić.

Próbki glebowe należy pobierać co najmniej do głębokości 60 cm (dwie warstwy 0-30 i 31-60), w przypadku roślin głęboko korzeniących się (na przykład rzepak ozimy) warto pobrać także próbkę z warstwy 61-90 cm. Wynik testu N_min jest sumą zawartości azotu w pobranych warstwach, z rozróżnieniem azotu azotanowego i jonów amonowych. W ten sposób otrzymamy także informację o udziale form szybkodziałających (anionów azotanowych).

Zwykle próbki pobiera się z kliku do kilkunastu miejsc na 1ha. Z pobranych próbek jednostkowych tworzy się jedną próbkę zbiorczą (dla każdej z warstw osobno). Im więcej próbek pojedynczych składających się na próbkę zbiorczą, tym dokładniejszy wynik. W przypadku zmienności glebowej lub różnej historii poszczególnych fragmentów pola, na 1ha należy przygotować więcej próbek zbiorczych (uwzględniając powyższe).

W laboratorium, po ekstrakcji odpowiednim roztworem, oznaczanie dokonywane jest metodą kolorymetrii przepływowej (fot. 1)

Fotografia 1. Aparatura do oznaczania azotu mineralnego w glebie (test N_min) – fot. KChRiBŚ UP w Poznaniu

Pierwsza dawka azotu w pszenicy ozimej

Celem diagnozy gleby pod względem zawartości azotu mineralnego jest ustalenie pierwszej dawki azotu. Zależnie od kierunku uprawy pszenicy – odmiana paszowa lub konsumpcyjna – sumaryczną wiosenną dawkę azotu dzieli się na 2 lub 3 części. Niezależnie od podziału, pierwsza dawka stosowana jest możliwie wcześnie (wiosenne ruszenie wegetacji), a druga przypada na początek strzelania w źdźbło. W przypadku odmian chlebowych trzeciej aplikacji zwanej dawką „na kłos” dokonuje się od stadium języczka liścia flagowego (BBCH 37-39) do początku kłoszenia (BBCH 51). Ze względu na warunki meteorologiczne panujące zwykle w drugiej połowie maja i na początku czerwca doglebowe nawożenie azotem lepiej wykonać w pierwszym z podanych terminów (BBCH 37).

Punktem wyjścia do obliczeń jest założenie określonego plonu, co podkreślam wielokrotnie – plonu realnego w danym stanowisku. W tym momencie należy przywołać wartości tzw. pobrania jednostkowego. Dla pszenicy ozimej jest to dość szeroki przedział (22-30 kg/t). Zakładając dobre zbilansowanie innych składników mineralnych i w konsekwencji względnie duże wykorzystanie azotu z nawozów przyjmijmy dla pszenicy paszowej wartość 25 kg N/t, a dla pszenicy konsumpcyjnej 28 kg N/t. Oznacza to, że dla plonu wynoszącego 8 t/ha będzie to odpowiednio 200 (8 x 25) i 224 (8 x 28) kg N/ha. I tu ważna informacja – wyliczyliśmy potrzeby pokarmowe czyli to, co musi zjeść roślina by wydać określony plon. To nie jest dawka azotu w nawozie.

Pierwszą dawkę azotu (D1) w zbożach ozimych wylicza się wg następujących wzorów:

• w systemie dwóch dawek azotu: D1= 0,66 · PP – N_min
• w systemie trzech dawek azotu: D1 = 0,5 · PP – N_min

Ustalmy zatem wielkość pierwszej dawki azotu, zakładając potrzeby pokarmowe (PP) jak wyżej:

• D1 = 0,66 · 200 – N_min = 132 – N_min (kg N/ha)
• D1 = 0,5 · 240 – N_min = 120 – N_min (kg N/ha)

Nie trudno zauważyć, że w tej sytuacji kluczowa jest zawartość azotu mineralnego w glebie czyli wynik testu N_min. Zgodnie z rozporządzeniem „Program działań mających na celu zmniejszenie zanieczyszczenia wód azotanami pochodzącymi ze źródeł rolniczych oraz zapobieganie dalszemu zanieczyszczeniu”, zależnie od tego czy gleba jest lekka czy średnia, w obliczeniach można przyjąć arbitralnie wartość 53 lub 56 kg N/ha (dla warstwy 0-60 cm), uwzględniając wykorzystanie azotu przez rośliny ozime na poziomie 90% (współczynnik przeliczeniowy 0,9). Jednak w praktyce ilość azotu mineralnego może wynosić nawet 90 kg N/ha lub więcej, co nie zmienia faktu, że możliwe są także wartości na poziomie 30 – 40 kg N/ha. Rozważmy dwa scenariusze:

1. Dobre stanowisko, zasobne w azot i pozostałe składniki mineralne, wynik testu N_min = 90 kg N/ha (scenariusz optymistyczny)
2. Słabsze stanowisko, zasobność w fosfor i potas średnia, wynik testu N_min = 40 N/ha (scenariusz pesymistyczny)

Tabela 1. Sposób obliczenia pierwszej dawki azotu w pszenicy ozimej wg dwóch scenariuszy (opis w tekście). W obliczeniach przyjęto wykorzystanie azotu ze źródeł na poziomie 90 i 70% (współczynniki odpowiednio 0,9 i 0,7; zaznaczono kolorem czerwonym)

Myślę, że dane w tabeli 1 nie pozostawiają wątpliwości. Biorąc pod uwagę skrajne wartości i przyjmując cenę saletry amonowej (pod koniec stycznia 2023) na poziomie 3800 – 4000 zł/t, różnica w nakładach może wynieść nawet 900 – 960 zł/ha. Dopóki nie wykonamy testu N_min (cena analizy dla dwóch warstw 0-30 i 31-60 cm nie przekracza 30 złotych) trudno będzie podjąć realną dyskusję, opartą o rachunek ekonomiczny.

Bez względu na dokonane obliczenia nie unikniemy wizyty na polu celem dokonania lustracji. W poszczególnych regionach kraju stan pszenic w końcu stycznia jest bardzo różny. Z moich obserwacji dokonanych w Wielkopolsce, na Mazowszu i Dolnym Śląsku wynika, że zimowa, pełzająca wegetacja zrobiła swoje. Pszenice siane w terminie są gęste, silnie rozkrzewione. W takiej sytuacji, bez względu na obliczenia, należy rozważyć przeniesienie akcentu nawozowego z pierwszej na drugą dawkę. Jak to rozumieć? Część wyliczonej pierwszej dawki (20-30%) przenieść na termin późniejszy (stadium 1 kolanka, BBCH 31) i/lub zastosować nawóz wolniej działający. Chodzi o to by pszenicy nie przekrzewiać. Ostatecznie roślina i tak nie wyżywi wszystkich źdźbeł, a wygenerujemy tylko niepotrzebną konkurencję o wodę i składniki mineralne, o warunkach do rozwoju patogenów nie wspominając.

Z rzepakiem ozimym jest trochę inaczej

Generalnie sposób wyliczenia dawki w rzepaku ozimym będzie wyglądał następująco:

D = PP (potrzeby pokarmowe) – N_min – dopływ z innych źródeł

Dla tego gatunku można przyjąć pobranie jednostkowe na poziomie 55 kg N/ha, co przy założeniu plonu 4,5 t/ha daje PP równe 245 kg N/ha. W tym miejscu warto przypomnieć, że w dobrej plantacji rzepaku ozimego wchodzącej w okres zimowego spoczynku z wykształconymi 10-12 liśćmi możliwa jest akumulacja azotu na poziomie 60-90 kg N/ha. Sytuacja taka zdarzyła się w wielu gospodarstwach. Podstawowe pytania brzmią: jaki będzie luty i jaką część liści roślina odrzuci? Można jednak złożyć, że przynajmniej 30-45 kg N/ha będzie brało udział w tworzeniu plonu w okresie wiosennej wegetacji. Upraszczając, daje nam to już PP = 200 kg N/ha (245 – 45), w gorszym stanowisku 210 kg N/ha (245 – 35).

Na plantacji rzepaku ozimego glebowe zasoby na przedwiośniu zwykle są mniejsze i nie aż tak zróżnicowane jak w łanie pszenicy ozimej, choć nie trudno wyobrazić sobie sytuację, w której zastosowano jesienią względnie dużo azotu mineralnego lub przedsiewnie sporą dawkę gnojowicy. To wszystko wykaże test glebowy. Przyjmijmy więc, że najczęściej będą to wartości w zakresie 40 – 80 kg N/ha. W scenariuszu optymistycznym załóżmy też niewielki, ale jednak ważny, dopływ azotu z nawozu dolistnego (10 kg N/ha), stosowanego w wielu gospodarstwach przy okazji wprowadzania innych składników.

Analogicznie jak w pszenicy ozimej rozpatrzmy dwa scenariusze:

1. Dobre stanowisko, zasobne w azot i inne składniki, stosowane nawożenie dolistne, wynik testu N_min = 80 kg N/ha (scenariusz optymistyczny)
2. Słabsze stanowisko, zasobność w fosfor i potas średnia, wynik testu N_min = 40 N/ha (scenariusz pesymistyczny)

Tabela 2. Sposób obliczenia wiosennej dawki azotu w rzepaku ozimym wg dwóch scenariuszy (opis w tekście). W obliczeniach przyjęto wykorzystanie azotu ze źródeł na poziomie 90 i 70% (współczynniki odpowiednio 0,9 i 0,7; zaznaczono kolorem czerwonym)

Jak wynika z tabeli 2 rozrzut dawek nawozowych dla plonów wynoszących 4 i 4,5 t/ha może być bardzo duży, wręcz szokujący. Jedną ze składowych w zamieszczonych obliczeniach jest współczynnik wykorzystania azotu z nawozów. W doradztwie nawozowym najczęściej przyjmowana jest wartość 70% (współczynnik 0,7), co znajduje odbicie w rzeczywistości. Powiem więcej – bywa, że wykorzystanie jest mniejsze. Z drugiej strony z pełną odpowiedzialnością powiem, że w stanowisku o uregulowanym odczynie, systematycznie nawożonym w przeszłości fosforem i potasem, w warunkach odpowiedniej podaży siarki i magnezu oraz mikroelementów (w wielu gospodarstwach to standard) możliwe jest wykorzystanie azotu z nawozów na poziomie 90%, a nawet większym.

Warto pamiętać, że w rzepaku ozimym wiele zależy od tego jaką przyjmiemy strategię podziału wiosennej dawki azotu. W podręcznikach akademickich zwykle zalecany jest podział 2/3 w pierwszym możliwym terminie i 1/3 po 10-14 dniach. Znam jednak gospodarstwa, w których wiosenne stosowanie azotu następuje w jednej dawce, zwłaszcza wtedy gdy spodziewamy się lub wiemy, że zasoby azotu mineralnego z zimy są względnie duże. W takiej sytuacji możemy sobie pozwolić na ograniczenie łącznej dawki nawozu azotowego (scenariusz optymistyczny). W tych warunkach istotny jest jednak udział także saletrzanej formy azotu, jako nośnika o zdecydowanie większej szybkości działania. Wynika to z faktu, że dla rzepaku ozimego wiosenny start odniesiony jest do:

1. szybkiej regeneracji po zimie;
2. odpowiedniej dynamiki tworzenia biomasy (nadziemnej i podziemnej) związanej z szybkością pobierania azotu, a której konsekwencją jest między innymi tworzenie i utrzymanie zawiązków pędów bocznych.

Zapamiętaj!

Decyzje azotowe wymagają uwzględnienia zasobów azotu mineralnego w glebie na przedwiośniu. To pierwszy krok do „oszczędnego” inwestowania w nawóz azotowy. Drugim jest wsparcie dla azotu, o czym będzie mowa w kolejnym wpisie.