Aby poprawić efektywność azotu, warto zadbać o odpowiednie zaopatrzenie roślin w wapń, magnez i siarkę.
Skutkuje to:
- wzrostem plonu,
- zwiększeniem zawartości białka,
- poprawą jakości białka,
- zmniejszeniem zawartości niebiałkowych połączeń azotu (azotanów, wolnych aminokwasów, amidów),
- u roślin motylkowatych – silną symbiozą z bakteriami brodawkowymi.
Poprawa efektywności azotu jest skutkiem zwiększenia pobrania tego pierwiastka z gleby, ale także jego wydajnego przekształcenia w biomasę roślin, i to z zachowaniem wysokiej jakości plonu.
Ca – wapń
Wapnowanie reguluje dostępność składników pokarmowych w glebie, w ten sposób wpływając na proces pobierania azotu (przyswajalność azotu w warunkach silnego zakwaszenia jest mała). Ponadto, przy dużym zakwaszeniu pojawia się glin wymienny, uszkadzający korzenie roślin. Zwiększa się także ryzyko strat azotu na drodze wymywania azotanów z gleb. Wapnowanie ogranicza denitryfikację, a intensyfikuje procesy mineralizacji i nitryfikacji.
Wpływ wapnia na przemiany azotu nie ogranicza się do regulacji przyswajalności składników pokarmowych obecnych w glebie. Wapń reguluje także wzrost systemu korzeniowego, przez to wpływając na intensywność pobierania składników pokarmowych. Ponadto wapń kontroluje równowagę kwasowo-zasadową w komórkach, wpływając na pobieranie azotanów. Wapń bierze także udział w procesie powstawania brodawek korzeniowych u roślin motylkowatych (bobowatych).
Mg – magnez
Magnez to kolejny pierwiastek, który bierze udział w procesach kontrolujących gospodarkę azotem, w tym syntezę białek. Magnez to aktywator wielu enzymów, reguluje też funkcjonowanie systemu korzeniowego. Magnez wpływa także na sam proces pobierania azotu (również poprzez poprawę właściwości gleby – ograniczenie niekorzystnego wpływu zakwaszenia) i jego transportu w tkankach roślinnych. Oczywiście wpływ magnezu można rozpatrywać też szerzej, jako regulację szerokiej grupy procesów zachodzących w roślinach. Bardzo ważny jest wpływ magnezu na fotosyntezę (Mg występuje w chlorofilu).
U zbóż magnez reguluje zawartość białka i jego skład aminokwasowy, u warzyw – zawartość azotanów, u roślin strączkowych – proces wiązania azotu atmosferycznego i zawartość białka. Magnez jest niezbędny w procesie wiązania azotu, ponieważ uczestniczy w przemianach nitrogenazy – enzymu bakteryjnego biorącego udział w redukcji azotu cząsteczkowego N2.
Wykres 1: Wpływ nawożenia magnezem na wykorzystanie azotu z nawozów (doświadczenie polowe, uprawa kukurydzy).
Źródło: Potarzycki 2011
S – siarka
Siarka jest składnikiem aminokwasów (cysteiny, cystyny i metioniny) niezbędnych do budowy białek. Struktura białek jest skomplikowana, do ich budowy potrzebne są nie tylko aminokwasy siarkowe (podstawowych aminokwasów budujących białka jest 20). Aminokwasy siarkowe więc to tylko część potrzebnych „cegiełek”, ale jednak część niezbędna. Jako podstawowy budulec białka podaje się azot, ale nie można zapominać o roli innych pierwiastków. Roślina odpowiednio zaopatrzona w azot, ale rozwijająca się w warunkach niedoboru siarki, nie wykorzysta w pełni możliwości budowy białka. Jeśli zadbamy o prawidłowe zaopatrzenie roślin w siarkę, zwiększy się efektywność wykorzystania azotu przez rośliny.
Funkcje siarki w roślinie nie ograniczają się do budowy białka. Inne, powiązane z metabolizmem azotu funkcje, to: redukcja azotanów i wiązanie wolnego azotu. Siarka wpływa na aktywność nitrogenazy. Nawożenie siarką stymuluje też wzrost bakterii brodawkowych. Rezultat to zwiększenie ilości związanego azotu.
Wykres 2: Wpływ nawożenia siarką na wykorzystanie azotu z nawozów (doświadczenie polowe, uprawa rzepaku).
Źródło: Fotyma 2003
Nawożenie nie może obejmować tylko podstawowych składników pokarmowych (NPK), ale również tzw. drugorzędne – w tym właśnie wapń, magnez i siarkę. W 2015 roku niska zawartość siarki przyswajalnej dotyczyła 92% gleb ornych Polski. Niską lub bardzo niską zawartość magnezu przyswajalnego stwierdzono w odniesieniu do prawie 30% gleb (dane: Monitoring chemizmu gleb ornych Polski).
| Ca – wapń | Mg – magnez | S – siarka | |
|---|---|---|---|
| Zawartość w roślinach | 0,1-5,0% s.m. | 0,2-1,5% s.m. | 0,05-0,8% s.m. (do 6% s.m.) |
| Rośliny o dużym zapotrzebowaniu | motylkowate, krzyżowe, pokrzywowate, babkowate | szarłatowate, motylkowate, wiechlinowate | krzyżowe, motylkowate, liliowate |
| Pobierana forma | Ca2+, chelaty | Mg2+ | SO42- (pewne ilości SO2 i H4S roślina pobiera z atmosfery) |
| Powiązanie z przemianami azotu | regulacja dostępności składników pokarmowych w glebie i wzrostu systemu korzeniowego(wpływ na intensywność pobierania azotu), kontrola równowagi kwasowo-zasadowej w komórkach, wiązanie wolnego azotu | regulacja dostępności składników pokarmowych w glebie i wzrostu systemu korzeniowego, transport azotu w roślinie, synteza białek, wiązanie wolnego azotu | budowa białek (siarka to składnik aminokwasów), redukcja azotanów, wiązanie wolnego azotu |
Źródło: Grzebisz 2008, Kopcewicz i Lewak 2002
Literatura:
1.Fotyma E. 2003. Wpływ nawożenia siarką na wykorzystanie azotu z nawozów mineralnych przez rośliny uprawy polowej. Nawozy i Nawożenie 4(17), 117-136.
2.Grzebisz W. 2008. Nawożenie roślin uprawnych. Tom 1. Podstawy nawożenia. PWRiL, Poznań.
3.Grzebisz W., Przygocka-Cyna K., Szczepaniak W., Diatta J., Potarzycki J. 2010. Magnesium as a nutritional tool of nitrogen efficient management – plant production and environment. Journal of Elementology, 15(4), 771-788.
4.Hołubowicz-Kliza G. 2006. Wapnowanie gle w Polsce. Instrukcja upowszechnieniowa nr 128. IUNG-PIB, Puławy.
5.Kopcewicz J. (red.), Lewak S. (red.). 2002. Fizjologia roślin. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
6.Monitoring chemizmu gleb ornych Polski. http://www.gios.gov.pl/chemizm_gleb/ (dostęp online: 05.06.2017).
7.Potarzycki J. 2011. Effect of magnesium or zinc supplementation at the background of nitrogen rate on nitrogen management by maize canopy cultivated in monoculture. Plant Soil and Environment, 57(1), 19-25.
