Księżycowy pierwiastek w rolnictwie

W ostatnich latach, naukowcy i rolnicy odkrywają ważną rolę jaką w rolniczej produkcji roślinnej mogą spełnić pierwiastki do tej pory niedoceniane (z reguły to są mikroelementy, choć nie tylko). Dużo już mówi się o krzemie (Si), o tytanie (Ti), o jodzie (J), o srebrze (Ag). Na rynku bardziej lub mniej powszechne są nawozy zawierające te pierwiastki. Pora na zwrócenie uwagi na selen (Se), który odgrywa kluczową rolę w systemie immunologicznym zwierząt, ludzi, ale także i roślin. Nazwę nadał mu jego odkrywca Jöns Jacob Berzelius, od greckiej nazwy Księżyca i bogini która go uosabiała. Berzelius nazwał go tak, ponieważ zawsze występuje razem z tellurem, którego nazwa wywodzi się od tellus, czyli po łacinie „ziemia”. Z racji położenia w układzie okresowym selen właściwościami nieco przypomina siarkę.

Zasobność gleb w selen

Selen występuje w glebach bogatych w związki żelaza i substancję organiczną, o odczynie obojętnym i zasadowym. Najmniej selenu jest w glebach kwaśnych. Poziom tego pierwiastka zależy od zawartości frakcji glebowej o średnicy < 0,02 mm. Najniższe zawartości selenu wykazano w glebach na bazie piasków luźnych oraz słabo gliniastych. Zawartość selenu w glebach mieści się w przedziale od 0,1 do 2 mg/g. W glebach Europy Zachodniej, tak jak i w Polsce, selenu jest mało, a nawet za mało. Jego niedobór stwierdzono szczególnie w północnej części kraju oraz w województwie kujawsko-pomorskim. Najmniejszą zawartość selenu stwierdzono w glebach skandynawskich.

Pobieranie selenu wzrasta w miarę wzrostu pH gleby i temperatury otoczenia, a maleje wraz z nasilaniem się opadów atmosferycznych. Najgorzej jest on przyswajany na glebach kwaśnych, przy temperaturze powyżej 15 st. C i częstych deszczach. W glebach, w zależności od czynników glebowych (np. potencjału oksydoredukcyjnego, pH, zawartości substancji organicznej), występują różne formy selenu: selenki, selen elementarny, seleniny IV i seleniany VI. Wzrost pH sprzyja powstawaniu selenianów VI, które są formą łatwo dostępną dla roślin, zakwaszenie środowiska prowadzi natomiast do powstawania selenu elementarnego i seleninów – form trudno dostępnych dla roślin

Z tego powodu, w końcówce lat 70tych ubiegłego wieku, w Finlandii podjęto decyzję o obligatoryjnym dodatku selenu (w postaci selenianiu (VI) sodu) do nawozów mineralnych, doglebowych, stosowanych do nawożenia roślin uprawnych. Od 1984 r decyzją ministra rolnictwa i leśnictwa dodaje się selen do nawozów w dawkach, które zmieniały się na przestrzeni czasu i w zależności od przeznaczenia nawozu:

• Pod zboża 16 mg/kg nawozów NPK i 6 mg/kg nawozów NPK pod rośliny pastewne
• Od 1990 roku jedna dawka w wysokości 6 mg/kg NPK
• Aktualnie to jest 10 mg/kg NPK

Przyniosło to efekt korzystny, gdyż w latach 1983–1990 aż 10-krotnie zwiększono zawartość Se w zbożach. Spowodowało to podwyższenie dziennego spożycia tego pierwiastka przez Finów z 26 µg Se d^–1 do 56 µg Se d^–1. Selen jest dodatkiem do nawozów mineralnych także w Nowej Zelandii i Irlandii.

Selen w roślinach

Związki selenu są przez rośliny dosyć łatwo pobierane i gromadzone, chociaż większość gatunków charakteryzuje się małą tolerancją na ten pierwiastek i jego akumulacja w tkankach wywołuje liczne zaburzenia metaboliczne. Jednak coraz więcej danych wskazuje, że niskie stężenia selenu wpływają korzystnie na rośliny. Dlatego sugeruje się, że selen również w roślinach może pełnić funkcję antyoksydanta lub aktywować mechanizmy łagodzące skutki stresu oksydacyjnego. Selen może zwiększać tolerancję roślin na stres oksydacyjny indukowany promieniowaniem UV, a także opóźniać ich starzenie.

Rzepak należy do roślin, które szczególnie dużo selenu pobierają i akumulują w swoich tkankach i w plonie.

W 2003 r wykazano jego synergistyczny wpływ na transkrypcję enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) i peroksydaza glutationowa (GSH-PX). Najnowsze badania wskazują, że małe ilości selenu mogą wywierać korzystny wpływ na rośliny poprzez działanie antyoksydacyjne, hamując peroksydację lipidów. Korzystne działanie selenu na rośliny przejawia się również w zwiększaniu tolerancji roślin na stres oksydacyjny wywołany promieniowaniem UV, w opóźnianiu starzenia roślin, w bardziej efektywnym pobieraniu wody lub hamującym wpływie na intensywność transpiracji.

Selen dla roślin

Selen nie jest pierwiastkiem niezbędnym dla większości gatunków roślin uprawnych. Przeprowadzone do tej pory badania wykazały jednak, że wprowadzenie go do gleby może pozytywnie wpłynąć na wzrost oraz rozwój roślin. Na podstawie wyników różnych badań stwierdzono, że selen m.in.:

• działa antyoksydacyjne, ograniczając peroksydację lipidów w rajgrasie,
• zwiększa wzrost sałaty,
• korzystnie wpływa na ilość i wzrost kiełków ziemniaka,
• zwiększa plon lucerny,
• zwiększa odporność roślin na stres wywołany promieniowaniem UV,
• chroni rośliny przed stresem biotycznym,
• może wykazywać funkcje ochronne dla roślin blokując pobieranie metali śladowych, takich jak: mangan, cynk, miedź i kadm, poprzez systemy korzeniowe roślin.

Nawożenie selenem

Wzbogacenie roślin selenem opierało się do tej pory przede wszystkim na wykorzystaniu nawozów mineralnych zawierających ten pierwiastek.  Rośliny są zdolne do poboru z roztworu glebowego selenu w postaci rozpuszczalnych w wodzie selenianów (SeO₄ ²) i mniej rozpuszczalnych seleninów (SeO₃^2–). Oszacowano, że przyswajalność selenianu (VI) sodu (Na₂SeO₃ · 5H₂O) jest aż dziesięciokrotnie większa w porównaniu do seleninu (IV) sodu (Na₂SeO₄). Potwierdzają to badania prof. Barbary Hawrylak-Nowak (UP Lublin, 2003). W tym samym doświadczeniu wykazano, że zastosowanie selenianu spowodowało wzrost długości korzeni kukurydzy aż o 30%.

Selen może być aplikowany doglebowo i dolistnie; drugi z wymienionych sposobów jest zdecydowanie bardziej efektywny niż stosowanie nawozów doglebowych. Należy pamiętać, że roztwór z selenem trzeba aplikować w bezwietrzną pogodę. Ponadto selen jest mobilny w roślinie, oznacza to, że jeśli opryskane zostaną liście, to po pewnym czasie owoce także będą wyróżniały się podwyższoną zawartością selenu.

Niestety, na rynku jest bardzo mało nawozów zawierających selen. Z doglebowych nawozów, selen znajduje się m.in. w nawozie Yara Mila. Jego zawartość jest bardzo mała, bo wynosi 0.0015%.

Selen jest obecny także w prawie wszystkich nawozach organicznych, naturalnych (jak obornik, kompost), czy przetworzonych, jak np. granulaty, pellet wytworzone z obornika, pomiotu kurzego itp.

Nawozy z dodatkiem selenu można także zamówić u niektórych polskich producentów nawozów (np. Intermag, Ekoplon), ale nie cieszy się to popularnością, ze względu na to, że świadomość znaczenia i działania tego pierwiastka jest niska.

Pewną szansą na wykorzystanie selenu w nawożeniu roślin na większą skalę jest pojawienie się na rynku selenu w postaci nanocząsteczkowej. Nanocząsteczka selenu, w postaci pierwiastkowej, amorficznej jest bardzo przyswajalna dla roślin. Ponadto, nie stwarza ryzyka toksyczności dla organizmów roślinnych, jak forma selenianu sodu.

Podsumowując, selen należy do pierwiastków, które roślinie, co prawda nie są potrzebne do życia, tak jak inne, ale selen może pełnić ważną funkcję obrony roślin przed stresami. W wielu doświadczeniach udowodniono, że selen, dzięki działaniu antystresowemu, ma wpływ na wielkość plonu i jego jakość.

Opracowanie: J_G