Optymalizacja procesu nawożenia roślin pozwala na uzyskanie dużych plonów cechujących się wysoką jakością, przynosi korzyści ekonomiczne oraz zmniejsza zagrożenia dla środowiska. Istotą zabiegu nawożenia jest uzupełnienie niedoborów składników pokarmowych w glebie. W skali globalnej produkcja rolna jest zróżnicowana nie tylko pod względem panujących warunków klimatycznych, ale także żyzności stanowiska uprawy. Punktem wspólnym, łączącym każdego producenta rolnego jest konieczność zapewnienia roślinom dostępu do odpowiedniej ilości niezbędnych składników pokarmowych. Według raportu FAO (Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa) całkowity światowy popyt na nawozy (w przeliczeniu na N, P₂O₅, K₂O) w 2022 roku wyniósł blisko 201 mln ton, z czego zapotrzebowanie na nawozy azotowe wyniosło ponad 111 mln ton. Rośliny wykorzystują zaaplikowany azot w szerokim zakresie od około 40 do 100%, przy czym zboża i rośliny pastewne wykazują najmniejszą efektywność w wykorzystaniu tego pierwiastka mogącą wynieść od około 40 do 65%, natomiast największą – roślinny okopowe i użytków zielonych – od około 80 do 100%. Mając na uwadze skalę zużycia nawozów mineralnych przez producentów rolnych i zróżnicowany stopień ich wykorzystania przez rośliny, należy zwrócić uwagę jak istotne znaczenie (zarówno pod kątem ekonomicznym, jak i środowiskowym) ma właściwe zarządzanie gospodarką nawozową. 

Różne czynniki mogą ograniczać pobieranie azotu 

Azot jest pobierany przez korzenie roślin z roztworu glebowego głównie w formie jonu azotanowego NO₃^-, który następnie zostaje włączony w cykl przemian zachodzących w komórkach roślin.

Na pobranie azotu przez rośliny wpływają:

• czynniki kształtujące jego dostępność w środowisku glebowym (przykładowo mineralizacja, nitryfikacja, denitryfikacja),
• czynniki kontrolujące wielkość i sprawność systemu korzeniowego (wartość pH gleby, dostępność wapnia i fosforu, czy oddziaływanie glinu, którego nadmiar jest toksyczny), 
• zawartość dostępnych form innych pierwiastków – potasu, magnezu, siarki czy manganu. 

Z kolei, przetwarzanie pobranego przez rośliny azotu zachodzi na drodze różnorodnych procesów, a dla prawidłowego metabolizmu tego pierwiastka równie ważna jest obecność innych składników. Stąd, zrównoważone nawożenie uwzględniające także inne mikro- i makroelementy stanowi podstawę efektywnego wykorzystania azotu przez rośliny. Przykładowo, dla właściwego przebiegu fotosyntezy konieczne jest odpowiednie odżywienie roślin m.in. magnezem, siarką, wapniem, żelazem czy cynkiem. Podczas redukcji azotanów niezbędna jest obecność żelaza, siarki i molibdenu, a w transporcie węglowodanów uczestniczą także fosfor i potas. Natomiast siarka, cynk czy magnez to obok azotu składowe układów kontrolujących syntezę tłuszczy, białek oraz innych związków w komórkach roślin. 

Kolejne działania polegające na poprawie efektywności nawożenia azotem skupiają się na odpowiednim przygotowaniu stanowiska uprawy oraz doborze materiału siewnego cechującego się wysokim potencjałem plonotwórczym i dostosowanego do warunków uprawy. Równie istotne jest prawidłowe przeprowadzenie zabiegu aplikacji nawozu – określenie odpowiedniej formy azotu i dawki dostosowanej do zasobności stanowiska oraz wymagań uprawianych roślin, a także aplikacja nawozu w terminie dopasowanym do dynamiki ich rozwoju i najlepiej – tuż przed spodziewanymi opadami atmosferycznymi. Cenną praktyką jest wykonywanie analiz chemicznych próbek glebowych, a następnie na podstawie uzyskanych wyników – oszacowanie dawki składnika pozwalającej na uzyskanie plonu możliwego do osiągnięcia w danych warunkach uprawy. Zapewnienie azotu roślinom w całym okresie wegetacji przy uwzględnieniu tempa ich rozwoju jest możliwe poprzez podział całkowitej dawki tego składnika na dawki cząstkowe. Umożliwia to również wprowadzenie ewentualnych korekt w nawożeniu. 

Jak poprawić wykorzystanie azotu z nawozów? 

Uregulowanie odczynu gleby wpływa na poprawę szeregu parametrów tego środowiska – fizycznych, chemicznych i biologicznych, co bezpośrednio przekłada się na większą efektywność wykorzystania składników pokarmowych, w tym także azotu. Wartość pH odgrywa istotną rolę w kształtowaniu kierunku przemian azotu w glebie, a jej regulacja sprzyja właściwemu rozwojowi systemu korzeniowego roślin oraz zapewnia odpowiednie warunki wodno-powietrzne stanowiska. Zakwaszenie gleby przyczynia się do pogorszenia struktury gleby, ograniczenia dostępności niezbędnych składników pokarmowych czy ujawnienia się toksycznego charakteru glinu. Z kolei, nadmiar tego pierwiastka powoduje uszkodzenie korzeni roślin – czyli organu mającego największe znaczenie w procesie ich odżywiania. Na stanowisku silnie zakwaszonym rośliny nie są w stanie pobrać składników pokarmowych, nawet w sytuacji stosowania dużych dawek nawozów. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku odczynu zasadowego – część składników przechodzi w formy niedostępne. 

O rozpuszczalności nawozu w roztworze glebowych decyduje dostępność wody, która bywa zróżnicowana w zależności od wielkości i rozkładu opadów atmosferycznych w okresie wegetacyjnym. Negatywne skutki niedostatku wody w tym czasie można zmniejszyć poprzez dbałość o zasobność stanowiska w materię organiczną. Jest to nieodłączny element budujący żyzność gleby, poprawiający jej zdolności chłonne względem wody i składników pokarmowych, będący jednocześnie dodatkowym źródłem m.in. azotu. Dbałość o zwiększenie lub utrzymanie zawartości związków próchnicznych (poprzez m.in. uprawę międzyplonów, stosowanie nawozów naturalnych i organicznych) w glebie jest jednym z czynników pozwalających na stworzenie zdrowego i wydajnego stanowiska uprawy, które w perspektywie długoterminowej zapewni stałość w wielkości i jakości uzyskiwanych plonów oraz ograniczy poziom wahań uzyskiwanej wydajności – wynikający przykładowo z sezonowej zmienności warunków uprawy, będącej jedną z czynników kształtujących efektywność wykorzystania azotu przez rośliny. W kontekście ochrony zasobów wody stanowiska należy mieć na względzie również to, że zabieg uprawowy taki jak orka powinien być wykonany jesienią, a inne praktyki – zwłaszcza te prowadzone w okresie wiosennym powinny ograniczać straty wody. Co więcej, rośliny ozime wykazują większą efektywność w wykorzystaniu zimowych zapasów wody i wierniej plonują – stąd warto je włączyć do płodozmianu.

Stan fizjologiczny roślin wynikający z porażenia chorobami czy żerowania szkodników oraz kompetycji z roślinami konkurencyjnymi (chwastami) o dostęp do wody, światła i składników pokarmowych to kolejne czynniki wpływające na efektywność nawożenia azotowego. Rośliny osłabione ich oddziaływaniem nie są w stanie efektywnie przyswajać składników pokarmowych, których dostępność może być dodatkowo zmniejszona na rzecz roślin niepożądanych w uprawie. W tym kontekście kluczową rolę odgrywa ochrona roślin dedykowanymi preparatami oraz nawożenie startowe, stymulujące prawidłowy wzrost i rozwój ich systemu korzeniowego (co oznacza lepszą kondycję roślin wskutek ich odpowiedniego odżywienia), czy w dalszej perspektywie – mechaniczną odporność wykształconych organów na porażenie przez patogeny chorobotwórcze i atak szkodników. 

Zwiększeniu efektywności wykorzystania składników pokarmowych sprzyja stosowanie stymulatorów wzrostu, zarówno w formie doglebowej, jak i dolistnej. Ich działanie polega przykładowo na stymulowaniu utrzymywania się zwiększonego stężenia składników pokarmowych w pobliżu strefy korzeniowej roślin. Praktyką korzystanie wpływającą na gospodarkę nawożenia azotem jest także wykorzystanie nawozów zawierających inhibitory nitryfikacji czy inhibitory ureazy. Istotą ich działania jest zmniejszenie strat azotu i jego stabilizacja w ryzosferze, co z kolei zwiększa jego dostępność dla roślin. 

Źródło: FAO. World Fertilizer Trends and Outlook to 2022. Rzym. 2019.