Wapno, azot czy preparat do rozkładu słomy na ściernisko ?

Od razu, na początku napiszę, że i jedni, i drudzy mają rację, bo dla prawidłowego przebiegu rozkładu resztek pożniwnych muszą być spełnione określone warunki.

Warunek 1: substancja organiczna zawarta w resztkach pożniwnych ulega rozłożeniu przy pomocy enzymów: celulazy, proteazy, hydrolazy i inne,

Czy mówimy o mineralizacji, humifikacji, czy o fermentacji beztlenowej substancji organicznej, we wszystkich tych przypadkach, katalizatorem przemian są enzymy. Bez nich nie zachodziłyby te procesy, z którymi mamy do czynienia w glebie. Oczywiście, można słomę spalić, wtedy enzymy nie są potrzebne. Ale nie o to chodzi.

Warunek 2: enzymy są wytwarzane przez drobnoustroje tworzące mikrobiom gleby (dla ścisłości, enzymy są wydzielane do gleby także przez korzenie roślin),

Na powierzchni jednego hektara, w warstwie ornej gleby, może znajdować się 1,5 do 7,2 ton, a nawet 15 ton biomasy mikroorganizmów (bakterii, grzybów, glonów, pierwotniaków). W jednym gramie gleby może znajdować się kilka miliardów komórek bakterii i kilka milionów zarodników grzybów. Wyliczono, że mikroorganizmy stanowią ok. 0,2% masy gleby. W glebach intensywnie użytkowanych rolniczo, z ubogim płodozmianem lub w monokulturze, z dużym zużyciem ŚOR i nawozów mineralnych, aktywność biologiczna gleby jest niska i bardzo niska. Z tego powodu, bardzo często rozkład resztek pożniwnych, na takich glebach jest bardzo wolny. Na takich glebach występuje konieczność wspomagania się preparatami zawierającymi mikroorganizmy rozkładające substancję organiczną.

warunek 3: drobnoustroje to grzyby, promieniowce i bakterie, które dla swojego rozwoju potrzebują ściśle określonych warunków środowiska, w tym odpowiedniego pH gleby (patrz tabela 1)

Różne grupy mikroorganizmów potrzebują różnego odczynu gleby. Grzyby, które jako pierwsze „atakują” resztki pożniwne dobrze rozwijają się zadowalając się środowiskiem lekko kwaśnym i kwaśnym. Nie potrzebują, więc wapnowania gleby. Ale, częściowo rozdrobnione resztki roślin są później rozkładane przez saprofity – bakterie, które zdecydowanie preferują środowisko obojętne, do lekko zasadowego. To dla nich, ściernisko musi być zwapnowane, szczególnie na glebach kwaśnych.

Tabela 1. Optymalny odczyn dla rozwoju mikroflory w glebie (źródło: Hołubowicz-Kliza, IUNG 2006)

Ściernisko należy wapnować nie tylko dla stworzenia optymalnych warunków życia dla mikroorganizmów gleby. Ponad 90% obszaru Polski zajmują gleby wytworzone ze skał osadowych, głównie okruchowych luźnych. Gleby te mają małą pojemność wodną, a ponadto silnie ulegają procesom zakwaszenia. Klimat charakteryzuje się krótkim okresem nasłonecznienia i niewystarczającą ilością opadów, które w większości przypadają na okres jesienno-zimowy, gdy gleba nie jest wystarczająco chroniona przez okrywę roślinną. Skutkuje to tym, że przesiąkająca woda wymywa składniki pokarmowe, a przede wszystkim kationy wapnia Ca²⁺ i magnezu Mg²⁺. W wyniku tych procesów szacuje się, że ogólnie straty wapnia z gleby wynoszą około 150 kg CaO, a MgO około 50 kg rocznie z każdego hektara użytków rolnych.  Skutkuje to także stopniową degradacją pH gleby, czyli postępującym zakwaszeniem.

warunek 4: drobnoustroje, aby się namnażać i aktywnie rozkładać substancję organiczną wymagają odpowiednich proporcji pomiędzy składnikami pokarmowymi w glebie, głownie chodzi o stosunek azotu do węgla organicznego, czyli C:N (patrz tabela 2)

Bakterie potrzebują około 1 g azotu na każdy 5 g zasymilowanego węgla. To dużo. Jeśli będą miały dużo węgla organicznego w glebie, w postaci resztek pożniwnych, to zapotrzebowanie na azot będzie rosło gwałtownie. Szacuje się, że na rozłożenie 100 kg słomy bakterie potrzebują około 0,8 kg N.

Tabela 2. Wartość współczynnika C:N dla różnych substancji organicznych (Źródło: Fundamentals of Soil Science 8th Edition - Henry Foth, 1990)

Bakterie będą szukały azotu w glebie, co spowoduje szybkie wyczerpanie zasobów azotu przyswajalnego. Spowoduje to zahamowanie namnażania i rozwoju bakterii, a w konsekwencji zmniejszenie tempa rozkładu resztek pożniwnych. Co więcej, doprowadzi to do wyczerpania gleby z azotu i oziminy zasiane po zbiorze zbóż lub rzepaku będę odczuwały głód azotowy. Z tego powodu, zastosowanie azotu w postaci mineralnej, z pewnością przyniesie skutek pozytywny. Do przyspieszenia rozkładu słomy mogą być stosowane wszystkie nawozy azotowe z wyjątkiem tych o spowolnionym działaniu. Najbardziej przydatne są nawozy płynne, np. RSM lub roztwór mocznika, które umożliwiają równomierne pokrycie słomy. Oprysk należy wykonać opryskiwaczem o małych otworach dyszy, używanych do stosowania środków ochrony roślin i jak najszybciej płytko wymieszać słomę z wierzchnią warstwą gleby.

Strzępki grzyba (białe nitki) rozkładającego resztki słomy

Wniosek ogólny:

Kilka ważnych informacji nt nawozów wapniowych

Środki wapnujące występujące na rynku możemy podzielić wg kilku kryteriów:

1. tlenkowe zawierające wapń w postaci tlenku wapnia CaO lub węglanowe zawierające wapń w postaci węglanu wapnia CaCO₃.
2. nawozy wapniowe zawierające magnez lub nie zawierające magnezu
3. trzecie kryterium podziału to pochodzenie wapna: z przerobu skał wapiennych lub z produkcji ubocznej.

Z rolniczego punktu widzenia bardzo istotny jest podział tej grupy nawozów na szybko i wolno działające. Do nawozów szybko odkwaszających glebę zaliczane są formy wodorotlenkowe i tlenkowe, a wolno odkwaszające glebę to węglany i krzemiany. W grupie nawozów wolnodziałających duże znaczenie ma pochodzenie geologiczne i rozdrobnienie nawozu, które w obrębie tego samego produktu może znacznie zmieniać jego właściwości chemiczne. Środki wapnujące pochodzące z młodszych okresów geologicznych charakteryzują się wyższą aktywnością chemiczną, co przełoży się na szybszy efekt odkwaszający.

O wartości nawozów do odkwaszana gleb informuje nas tzw. ogólna alkaliczność, której wartość bez względu na formę i skład chemiczny związków podaje się w kg CaO na tonę nawozu. Związki magnezu charakteryzują się większą siłą odkwaszania w porównaniu ze związkami wapnia.

Tlenki wapnia i magnezu przechodzą bardzo szybko w aktywne wodorotlenki, w reakcji z wodą lub rozpuszczalne wodorowęglany w reakcji z kwasem węglowym. Rola wapnia i magnezu w tych nawozach sprowadza się do wyparcia jonów wodorowych z kompleksu sorpcyjnego gleby do roztworu glebowego. Właściwe odkwaszenie ma miejsce w momencie związania wypartych kationów wodoru przez grupy OH^- lub HCO₃^-.

Węglany, krzemiany wapnia i magnezu, w odróżnieniu od tlenków, praktycznie nie rozpuszczają się w wodzie. Związki te przechodzą w aktywne formy powoli pod wpływem kwasu węglowego lub innych kwasów organicznych i mineralnych występujących w glebie.

Nawozy wapniowe i wapniowo-magnezowe szybko działające stosuje się na gleby ciężkie o dużych właściwościach buforowych. Formy węglanowe i krzemianowe zaleca się na gleby lekkie. Stosowanie nawozów tlenkowych na glebach bardzo lekkich może wywołać niekorzystny wpływ na rośliny poprzez gwałtowną zmianę odczynu.

Wpływ wapnia na właściwości gleb

Duże ilości wapnia wprowadzane są do gleby wraz zabiegiem wapnowania. Pod jego wpływem zwiększa się pH gleby i zawartość wapnia wymiennego. Wapń działa bardzo korzystnie na strukturę gleby poprzez poprawę jej właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych. Kation ten sprzyja tworzeniu się struktury gruzełkowatej (ziarnistej). Struktura ta ma ogromne znaczenie szczególnie na glebach ciężkich, gdzie zapewnia odpowiednią ilość porów glebowych, które mogą być wypełnione wodą lub powietrzem. Trwałość agregatów również korzystnie wpływa na rozwój mikroorganizmów glebowych; zwiększa aktywność biologiczną gleby, stwarza odpowiednie warunki do kiełkowania, wzrostu i rozwoju systemu korzeniowego roślin.

Wpływ wapnia i magnezu na rośliny

Wapń jest jednym z podstawowych składników pokarmowych roślin. Jego zawartość w roślinach może dochodzić do 5,0% suchej masy. Rośliny dwuliścienne na ogół mają go więcej niż jednoliścienne. Rola wapnia w roślinie polega przede wszystkim na regulacji wielu enzymów, m.in. ATP-azy, amylaz oraz fosfolipazy. Wapń wraz z potasem i magnezem wpływa na stan fizyczny koloidów. Jest składnikiem pektyn i ściany komórkowej, stabilizatorem błon komórkowych, pierwiastkiem niezbędnym do wzrostu roślin, ważnym dla prawidłowego wzrostu korzeni. W przypadku deficytu Ca następuje zahamowanie podziału i wzrostu elongacyjnego komórek, co pociąga za sobą zahamowanie wzrostu roślin, zamieranie wierzchołków pędów, deformację liści, śluzowacenie korzeni. Wapń jest słabo przemieszczany między organami roślin.

Objawy niedoboru tego składnika obserwowane są bardzo rzadko i ujawniają się w sytuacji, gdy występują czynniki zakłócające zaopatrzenie rośliny w ten składnik, a więc ograniczające rozwój systemu korzeniowego roślin, m.in. zakwaszenie gleby, brak wody.

Wapń jest pobierany i akumulowany w dużych ilościach przez rośliny należące do rodzin: motylkowatych (koniczyna, lucerna), kapustowatych (rzepak), bobowatych (groch, bob, soja). Wapń wpływa korzystnie na pobieranie składników pokarmowych, kontroluje gospodarkę wodną rośliny, ogranicza skutki stresu termicznego, ogranicza porażanie roślin przez choroby, korzystnie wpływa na zawiązywanie nasion i dojrzewanie owoców, ułatwia indukcję brodawek korzeniowych u roślin z rodziny motylkowatych.

Rośliny zawierają do 0,8% magnezu w suchej masie. Magnez jest składnikiem chlorofilu, aktywatorem wielu enzymów, głównie uczestniczących w przenoszeniu reszt fosforanowych. Jest pierwiastkiem bardzo ruchliwym; wiążąc się z enzymami, tworzy z nimi wiązania jonowe typu mostków, m.in. między białkiem a ATP. Uczestniczy w regulacji pH w komórce. Magnez jest pierwiastkiem antagonistycznym w stosunku do jonów K⁺ i NH⁴⁺, co w przypadku niewłaściwych proporcji między tymi składnikami prowadzić może do zakłócenia w pobieraniu tych jonów. Jest pierwiastkiem łatwo przemieszczającym się w roślinie.

Magnez pobierany jest przez korzenie roślin z roztworu glebowego w całym okresie wzrostu i rozwoju, a największe zapotrzebowanie na Mg występuje w okresie intensywnego przyrostu masy roślinnej. W przypadku zbóż okres ten przypada od fazy strzelania w źdźbło, rzepaku od drugiej połowy kwietnia do końca maja, burak od czerwca do końca września. Wrażliwe na niedobór magnezu są rośliny kapustne, w tym rzepak, a także buraki, kukurydza, motylkowe, ziemniak.

Magnez odgrywa bardzo ważną rolę w produkcji wszystkich roślin zbożowych. Składnik ten poprzez wpływ na przebieg fotosyntezy zwiększa intensywność procesów odpowiedzialnych za syntezę skrobi, białek i tłuszczów, na rozwój systemu korzeniowego – kształtuje dynamikę wzrostu i pobierania składników pokarmowych z gleby oraz na gospodarkę azotem – kontroluje pobieranie i efektywność przetwarzania azotu w białko. Roślina dobrze odżywiona magnezem jest w stanie pobierać więcej azotu, który teoretycznie nie zostałby pobrany w okresie wegetacji, a w rezultacie byłby stracony.

Niedobór magnezu zakłóca dwie podstawowe funkcje fizjologiczne rośliny związane z gospodarką azotową, a mianowicie pobieranie N-NO₃ z gleby oraz przetwarzanie azotu w plon biomasy i syntezę białek w roślinie. Nawozy magnezowe wspomagają działanie nawozów azotowych w formie amonowej lub amidowej ponieważ na skutek wzrostu koncentracji jonów Mg²⁺ zmniejsza się antagonizm między kationami amonowymi i kationami magnezu.

Objawy niedoboru magnezu występują przede wszystkim na starszych liściach. W wyniku spadku zawartości chlorofilu i chloroplastów w roślinie miedzy nerwami liści pojawiają się chlorozy. Na zbożach niedobory zaczynają być widoczne bardzo wcześnie, już w fazie 2 – 3 liścia, kiedy to po wyczerpaniu zapasów z ziarniaka zaczyna korzystać ze składników pokarmowych dostępnych w glebie. Jeżeli niedobór magnezu utrzymuje się przez długi okres dolne liście zamierają a cała roślina żółknie. Objawy niedoboru tego pierwiastka na zbożach ozimych można zauważyć już jesienią. Na roślinach okopowych brak magnezu objawia się żółknięciem tkanki pomiędzy nerwami liści. Na ziemniaku objawy te można zaobserwować już po 4 tygodniach od wschodów lub w okresie tworzenia się pąków kwiatowych i kwitnienia. Jeżeli zauważymy symptomy niedoboru Mg we wczesnych fazach, możemy interweniować stosując pogłównie nawozy magnezowe w formie stałej lub dokarmianie dolistne.

Opracował: dr inż. Sylwester Lipski