Siarka i magnez – uzupełniające się kontrolery

Zboża ozime wchodzą właśnie w okres intensywnego wzrostu, który zakończy się na początku kwitnienia. Jest to czas, w którym ostatecznie ukształtują się dwa komponenty plonu czyli liczba kłosów na jednostce powierzchni i liczba ziarniaków w kłosie. W tej fazie trwającej, zależnie od warunków pogodowych, około 5 – 6 tygodni, rośliny są bardzo podatne na działanie czynników stresowych. Zgodnie z klasyczną definicją podaną przez Grzebisza stresem nazywamy: „ … stan fizjologiczny rośliny wywołany działaniem czynników środowiskowych, powodujących zahamowanie procesów wzrostu i rozwoju oraz zakłócenie reprodukcji …”. Wyróżnia się dwa rodzaje stresów:

1. abiotyczny, związany z działaniem czynników zewnętrznych, najczęściej klimatycznych (dostępność wody i substancji odżywczych, działanie temperatury)
2. biotyczny, który jest wynikiem wpływu na rośliną uprawną innych żywych organizmów (szkodniki i organizmy chorobotwórcze).

Strzelanie w źdźbło rozpoczyna się pojawieniem 1-kolanka (BBCH 31). Wytworzone zawiązki źdźbeł kłosonośnych będą redukowane, co jest procesem normalnym, ponieważ roślina nie jest w stanie wyżywić wszystkich źdźbeł. Przetrwają te z największym potencjałem. Zwykle są to pędy boczne wytworzone najwcześniej. Należy jednak pamiętać, że reakcją rośliny na stres jest nadmierna redukcja źdźbeł, co ostatecznie przełoży się na mniejszy plon.

W stadium BBCH 31 jest już ustalona pierwotna struktura kłosa wyrażona liczbą pięterek (fot. 1), a ewentualny stres spowoduje zredukowanie produktywności kłosa. Może okazać się, że dobrze zapowiadający się łan na przełomie kwietnia i maja, w pierwszej dekadzie czerwca będzie rokował znacznie gorzej (fot. 2).

Fotografia 1. Wypreparowany zawiązek kłosa –  źdźbło w stadium BBCH 31 (źródło: Potarzycki, 2017)

Fotografia 2. Łan pszenicy jakościowej: A. w pełni zbilansowane nawożenie (NPKMgS), B. rośliny w stresie abiotycznym wywołanym złym zbilansowaniem składników (NPK, bez Mg i S) – fot. Potarzycki

Nie sposób uwzględnić wszystkie możliwe uwarunkowania. Skupmy się więc tylko na aspektach nawozowych pamiętając, że rośliny w komforcie żywieniowym lepiej przystosują się także do trudnych warunków związanych z deficytem wody.

Skoro tak ważna jest faza strzelania w źdźbło zastanówmy się jakie jest znaczenie składników mineralnych kontrolujących efektywność azotu. Na pierwszym miejscu wymienimy fosfor i potas, lecz w przypadku tych pierwiastków kwestia aplikacji jest już za nami. W pierwszym przypadku ze względu na mobilność w profilu glebowym, w drugim z powodu uwarunkowań ilościowych i dynamiki pobierania z maksimum w fazie kwitnienia.

Nieco inaczej wygląda sprawa ze składnikami drugoplanowymi, w tym siarką i magnezem. W praktyce oba są aplikowane jednocześnie. Zacznijmy od siarki. Znajomość fizjologii roślin podpowiada, że znaczenie tego pierwiastka ujawnia się na różnych etapach wzrostu. Na przełomie końca krzewienia i strzelania w źdźbło wpływ siarki na dalszy rozwój zbóż jest nie do przecenienia (fot. 3) i wynika z kształtowania gospodarki hormonalnej:

1. ograniczenie syntezy i przemieszczania auksyn, a przez to zmniejszenie dominacji pędu głównego czyli promowanie krzewienia roślin;
2. zmniejszenie aktywności giberelin, co prowadzi do skrócenia słomy i zwiększenia średnicy naczyń przewodzących wodę i składniki pokarmowe do ziarniaków;
3. aktywację cytokinin stymulujących wzrost korzeni, zwłaszcza u nowo powstałych pędów bocznych.

Fotografia 3. Wpływ siarki na gęstość łanu jęczmienie jarego (źródło: Plunkett i in. 2022)

Siarka kontroluje syntezę chlorofilu, bez którego niemożliwa jest fotosynteza. Od aktywności fotosyntetycznej liści zależy produkcja związków o różnej budowie chemicznej, zwanych asymilatami. Ostatecznie w ten sposób kształtowane są kolejne składowe struktury plonu.

Ważnym związkiem chemicznym zawierającym siarkę jest ferredoksyna. Odpowiednia zawartość ferredoksyny – jako przenośnika elektronów w procesie fotosyntezy – ta dodatni wpływ na przemiany azotu (ryc. 1). Konsekwencją jest nie tylko sprawne pobieranie tego kluczowego składnika, lecz także działanie reduktazy azotanowej i w konsekwencji wbudowanie azotu w strukturę aminokwasów. To z kolei oznacza pozytywny wpływ na syntezę białek. Istnieje przecież oczywista zależność, że im więcej białka tym mniej azotanów w płodach rolnych, co jest istotne w produkcji zdrowej żywności – niezalenie od gatunku rośliny i konsumenta (zwierzę / człowiek). Ponadto bez siarki niemożliwa będzie asymilacja azotu atmosferycznego, ponieważ ferredoskyna jest integralną częścią kompleksu nitrogenaza. Informacja ta jest ważna zarówno dla plantatorów roślin bobowatych jak i tych, które są stymulowane przez preparaty z bakteriami wiążącymi azot stosowanymi dolistnie w okresie wegetacji (kukurydza, zboża, rzepak i inne).

Rycina 1. Znaczenie azotu i siarki w kształtowaniu fotosyntezy – rzepak ozimy, µmol CO₂ m² s^-1 (opracowano na podstawie Kumar i in. 2021

Najnowsze badania wykonane w ostatnich latach na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu wskazują, że o plonie ziarna pszenicy ozimej decydują zasoby azotu w okresie formowania kłosa czyli do kwitnienia. Kłos, definiowany jako „ujście”, ma określone potrzeby, których realizacja wymaga antystresowego optimum. Udowodniono, że jednym z elementów funkcjonowania swoistego „ujścia” azotu jest właśnie siarka. Powiązanie siarki z pobraniem azotu wykazano także w doświadczeniach prowadzonych w innej strefie klimatycznej (ryc. 2).

Rycina 2. Nawożenie siarką a pobranie azotu przez pszenicę ozimą w okresie do kwitnienia (opracowano na podstawie Sai i in. 2024)

Plantacja / łan dobrze odżywiony siarką to większa synteza glutationu będąca odpowiedzią na stres, zarówno abiotyczny jak i biotyczny. Od lat znana jest rola siarki w syntezie związków o charakterze sulfotlenków, polisiarczków i tioestrów działających grzybobójczo i bakteriostatycznie. Dlatego nawozy z siarką działają dwukierunkowo kontrolując metabolizm rośliny i zwiększając odporność na czynniki chorobowe.

Warto pamiętać, że zarówno w rzepaku ozimym (gdzie stosowanie siarki musi być standardem) jak i w zbożach, około 30% anionów siarczanowych rośliny pobierają po kwitnieniu. W tym okresie rośliny będą poszukiwały jeszcze składnika w glebie, z wcześniej zastosowanych nawozów stałych.

Siarka aplikowana jest zwykle w towarzystwie magnezu, niekiedy wapnia. W ten sposób działanie tych składników się kumuluje. Magnez ma przecież niekwestionowany wpływ na fostosyntezę (składnik chlorofilu i aktywator kompleksu RuBisCO w tak zwanej fazie ciemnej fotosyntezy). Kationy Mg²⁺ kontrolują uwalnianie energii z ATP oraz odpowiadają za załadunek floemu (wiązek, którymi przemieszczają się jony, w tym azot i związki organiczne). W praktyce oznacza to, że bez magnezu nie ma „ruchu w roślinie”. Magnez stanie się także orężem w walce z toksycznym glinem, poprzez wpływ na uwalnianie przez korzenie kwasów organicznych wiążących Al³⁺ w ryzosferze (dotyczy gleb kwaśnych).

O ile do tej pory tego nie zrobiono, w najbliższych dniach możliwe jest jeszcze zastosowanie doglebowe siarczanu magnezu, z myślą o późniejszych stadiach rozwojowych. Z oferty firmy LUVENA warto postawić na LUBOPLON MAG-MAKS. Wszystkie trzy składniki drugoplanowe (magnez, siarkę i wapń) zawiera z kolei LUBOPLON CAL-MAG.

Niezależnie od stosowania stałych nawozów, szczególnie w tym roku po ciężkiej zimie i trudnym początku wiosny, warto wesprzeć rośliny aplikując dolistnie siarczan magnezu. Najczęściej w okresie wegetacji stosuje się 2,5 – 5,0 kg Mg/ha, w roztworze 5% – w każdym zabiegu. W przypadku wystąpienia silnych niedoborów, zależnie od stanu plantacji, dawkę 5 kg Mg/ha należy zastosować 2-3 krotnie. Orientacyjne terminy aplikacji zawiera tabela 1.

Tabela 1 – Terminy dolistnej aplikacji siarczanu magnezu

Bardzo dobre efekty można uzyskać łącząc nawożenie doglebowe siarczanem magnezu z dolistną aplikacją tego związku. Poniżej zamieszczono efekt takiego współdziałania w pszenicy ozimej, gdzie siarczan magnezu zastosowano pod koniec krzewienia, a oprysk dolistny wykonano dwukrotnie w fazie strzelania w źdźbło (ryc. 3).

Rycina 3. Wpływ siarczanu magnezu na plon pszenicy ozimej, t/ha (opracowano na podstawie Grzebisz i Potarzycki, 2022)