Od samego początku, kiedy zaczęto stosować na szeroką skalę nawozy mineralne zauważono, że ich skuteczność działania zależy od kilku czynników, wśród których za najważniejszy uznaje się optymalne uwilgotnienie gleby. Wszystkie najważniejsze makro i mikroelementy znajdujące się w nawozach, aby mogły zostać pobrane przez korzenie roślin muszą być w tzw. postaci jonowej, a więc być rozpuszczone w wodzie. W innym przypadku nie są pobierane i najczęściej są tracone z gleby, na przykład w procesie ulatniania, uwsteczniania i wypłukiwania. Jednak największym niebezpieczeństwem nie pobieranych przez rośliny składników nawozowych jest ich kumulowanie się w środowisku glebowym i w konsekwencji jego zanieczyszczanie, jak również wód podziemnych.

Jakie są zasady efektywnego wykorzystania składników pokarmowych?

Aby stosowane nawozy mineralne były efektywnie wykorzystane przez rośliny należy pamiętać o kilku zasadach:

• Nawozy mineralne stosowane doglebowo należy dobrze wymieszać z glebą.
• W regionach kraju o częstych niedoborach opadów i na glebach lekkich stosować dokarmianie dolistnie.
• Termin stosowania powinien uwzględniać wilgotność gleby. Zawsze stosuj nawozy doglebowe w glebę wilgotną oraz po opadach deszczu. Unikać stosowania podczas suszy.
• Na glebach lekkich i w okresach susz wiosenno-letnich należy zmniejszać dawki nawozów oraz stosować je w kilku terminach.
• Przy nawożeniu podstawowymi składnikami jak azot, fosfor i potas pamiętać o prawidłowym stosunku nawozowym N:P:K, który jest uzależniony od wymagań pokarmowych poszczególnych grup roślin.
• Bardzo ważnym składnikiem nawozowym jest potas. Odgrywa on ważną rolę w regulowaniu gospodarki wodnej roślin. Dzięki temu zwiększa odporność roślin na występujące w okresie wegetacji susze glebowe i atmosferyczne.
• Stosować zabiegi agrotechniczne zwiększające zawartość wody w glebie. Na przykład dostarczać do gleby substancję organiczną w postaci nawozów naturalnych, organicznych oraz różnego rodzaju poplonów. Wprowadzać technologie uproszczone oraz ograniczać liczbę orek w zmianowaniu.
• Stosować nowatorskie formy nawozów mineralnych, np. w postaci otoczkowanej, aby poszczególne składniki nawozowe wolniej się uwalniały do środowiska glebowego, dzięki temu nie będą doprowadzać w okresach suszy do nadmiernej koncentracji roztworu glebowego i w efekcie występowania tzw. suszy fizjologicznej. Natomiast w warunkach dobrego uwilgotnienia gleby będą w pełni pobierane przez korzenie roślin.
• Na glebach lekkich oraz w okresach niedoborów opadów warto zastosować nawozy mineralne z dodatkiem krzemu, który zwiększa odporność roślin na suszę i w efekcie poprawia wykorzystanie makro i mikroelementów z nawozów mineralnych.
• Wprowadzać do praktyki rolniczej wodooszczędne systemy nawadniania. Wszędzie tam, gdzie to jest wymagane, a zwłaszcza na glebach lekkich i bardzo lekkich, których jest w Polsce ponad 60% oraz w województwach wielkopolskim, dolnośląskim, kujawsko-pomorskim, mazowieckim, lubelskim, a także południowych obszarach województw zachodniopomorskiego, pomorskiego, warmińsko-mazurskiego i podlaskiego, gdzie występują praktycznie każdego roku susze wiosenno-letnie.

Rola warunków wilgotnościowych gleby w efektywnym nawożeniu

Bardzo ważnym elementem zwiększenia efektywności wykorzystania składników pokarmowych z nawozów mineralnych jest wprowadzanie krótkookresowych zmianowań, aby uniknąć uprawy tych samych grup roślin, która to powoduje szybkie wyczerpywanie się wody z gleby. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że osiągane efekty łącznego działania nawożenia w warunkach nawadniania zależą od doboru roślin i poziomu nawożenia.

W przypadku płodozmianów z warzywami polowymi oba te zabiegi mogą zwiększyć plony od 25 do 50%. W płodozmianach okopowo-zbożowych przyrosty plonów wynoszą około 15%, natomiast z udziałem roślin bobowatych nawet do 30%.

Pamiętać również należy, że efektywność 1kg składnika nawozowego w przeliczeniu na wielkość uzyskanego plonu jest największa w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby dostosowanego do potrzeb wodnych uprawianego gatunku. W takich warunkach największe przyrosty plonów pod wpływem nawożenia uzyskujemy w roślinach o największych potrzebach wodnych. Do tej pory przeprowadzono wiele doświadczeń z różnymi gatunkami roślin, w których udowodniono istotny wpływ uwilgotnienia gleby na efektywne pobieranie składników pokarmowych dostarczanych w nawozach mineralnych. Z doświadczeń tych wynika, że największe przyrosty plonów pod wpływem nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby uzyskiwano w roślinach okopowych oraz bobowatych. Mniejsze przyrosty plonów otrzymywano w uprawach zbóż jarych i rzepaku.

Tab.1. Zmiany cech morfologicznych, fizjologicznych i biochemicznych w wybranych grupach roślin pod wpływem nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego zaopatrzenia w wodę.

Z dotychczas przeprowadzonych badań wynika, że przyrost plonu różnych gatunków roślin w efekcie stosowania nawożenia mineralnego w zoptymalizowanych warunkach wodnych jest funkcją wielu istotnych zmian cech morfologicznych, biochemicznych i fizjologicznych (tab. 1).

We wszystkich grupach roślin wzrasta obsada na jednostce powierzchni, powierzchnia asymilacyjna liści. Wzrastają także elementy struktury plonu, między innymi w zbożach liczba i masa ziaren z kłosa, wiechy i kolby, w rzepaku liczba i masa nasion z łuszczyny, a w bobowatych liczba i masa nasion ze strąka. W okopowych zwiększa się liczba i masa bulw w ziemniakach oraz masa korzenia w burakach. Spośród zmian cech fizjologicznych jako efekt stosowania nawożenia mineralnego w optymalnych warunkach wodnych obserwuje się wzrost zawartości barwników asymilacyjnych – chlorofilu i karotenoidów, aktywności fotosyntetycznej, w tym intensywności asymilacji CO₂, transpiracji i przewodności dyfuzyjnej liści. Jak powszechnie wiadomo motorem wszystkich procesów życiowych w roślinie są enzymy, a ich aktywność zależy od zaopatrzenia w składniki mineralne i wodę. Z grupy enzymów oksydoredukcyjnych należy podkreślić dużą rolę reduktazy azotanowej odpowiedzialnej za przemiany azotu, fosfataz (kwaśnej i zasadowej), regulujących przemiany fosforu oraz peroksydazy chroniącej fitohormony przed biologicznym utlenianiem. Z przeprowadzonych doświadczeń wynika, że nawożenie NPK w warunkach dobrego zaopatrzenia w wodę obniża w roślinach bobowatych-motylkowatych zawartość alkaloidów, inhibitorów trypsyny oraz garbników i tanin.

Oczywiście stosowanie nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby to nie tylko wzrost plonów, to przede wszystkim korzystne oddziaływanie na jakość plonów, a zwłaszcza jego skład chemiczny, wartość odżywczą i paszową. Przeprowadzone do tej pory badania wskazują na wyraźny wpływ stosowania nawożenia mineralnego NPK na wzrost zawartości w nasionach azotu, fosforu, potasu, wapnia, magnezu oraz żelaza. Zwiększa się także koncentracja białka, włókna i popiołu. Przy dostatecznym zaopatrzeniu roślin w wodę tworzą się w nich przede wszystkim zapasowe formy cukrów oraz tłuszczów, spada zawartość azotanów, azotu ogólnego oraz białka, natomiast deficyt wodny sprzyja biosyntezie białek.

Efektywność nawożenia w zmiennych warunkach wodnych

Z doświadczalnictwa i praktyki rolniczej wiemy, że stosowanie coraz to wyższych dawek nawożenia mineralnego w sytuacji niedostatecznego zaopatrzenia roślin w wodę jest czynnikiem ograniczającym ich efektywność. Ponadto znane jest prawo malejącej efektywności w miarę wzrastających dawek nawozowych. Szczególnie mocno jest to widoczne na glebach lekkich i w regionach o częstych suszach wiosenno-letnich. Aby ustrzec się niskiej efektywności stosowanych dawek nawożenia mineralnego należy przede wszystkim ograniczyć ich wielkość, zwiększyć udział potasu - składnika odpowiedzialnego za gospodarkę wodną roślin, stosować nawozy z dodatkiem krzemu, który poprawia odporność roślin na suszę. Bardzo dobry rozwiązaniem jest także stosowanie nawozów w postaci płynnej jako dokarmianie dolistnie.

Spośród podstawowych składników nawozowych największą efektywność, która wyraża się w wielkości i jakości plonu ma azot, dlatego jego stosowanie zasługuje na szczególną uwagę.

W warunkach dobrego zaopatrzenia w wodę 1kg N z nawozu może zwiększyć plon:

• ziarna zbóż od 3 do 5 kg,
• bulw ziemniaków od 10 do15 kg lub
• korzeni buraków cukrowych od 15 do20 kg.

Oczywiście o tym jaka dawka nawożenia azotem będzie opłacalna w końcowym rozrachunku finansowym decyduje przede wszystkim cena jednostkowa nawozu oraz uzyskanego plonu.

Bardzo ważnym składnikiem nawozowym jest potas, dlatego jego ilość w ogólnej dawce nawozowej jest również istotna z punktu widzenia efektywność jednostkowej. Jak wskazują doświadczenia nawozowe, pomimo że efektywność nawożenia potasem jest niższa niż nawożenia azotem to jednak przy optymalnym zaopatrzeniu roślin w wodę i dawce od 150 do 180 kg K₂O na 1ha pod ziemniaki, 1 kg K₂O zwiększał plon bulw ziemniaków o 5-12 kg. W przypadku buraków cukrowych przy dawce do 200 kg K₂O na 1 ha 1 kg K₂O zwiększał plon korzeni o około 20 kg. Podobnie jak w przypadku azotu o tym jaka dawka nawożenia potasem będzie opłacalna w końcowym rozrachunku decyduje cena jednostkowa nawozu oraz uzyskanego plonu.

W praktyce najczęściej rolnicy stosują wszystkie trzy główne składniki nawozowe razem. Dlatego należy znać także łączną efektywność nawożenia NPK. Jak wskazują dane doświadczalne działanie sumy tych trzech składników jest zawsze większe od ich łącznego efektu niezależnie od rośliny. Ponadto przy stosowaniu dawek nawozowych do 350 kg NPK zawsze główny udział przy wzroście plonu ma azot. Przy stosowaniu większych dawek nawożenia mineralnego wyraźnie wzrasta rola potasu i fosforu, a także mikroelementów.

Podobnie jak w przypadku stosowania jednego składnika nawozowego także przy łącznym dostarczaniu na pole azotu fosforu i potasu efektywność nawożenia wyraźnie wzrasta w warunkach dobrego zaopatrzenia roślin w wodę. Ponadto wskaźnik ten jest największy w roślinach charakteryzujących się wysokimi potrzebami wodnymi i potencjałem plonowania.
(wyk. 1).

Stosowanie nawożenia mineralnego oprócz oddziaływania na wielkość i jakość plonu wywiera również znaczący wpływ na właściwości gleby. W warunkach jej optymalnego uwilgotnienia zwiększone dawki nawozów fosforowych i potasowych powodują wzrost zawartości tych składników, natomiast duże dawki nawozów azotowych z reguły zmniejszają zasobność gleby w potas, a w niektórych przypadkach i w fosfor. Gleba dobrze uwilgotniona przez cały okres wegetacji roślin przeważnie, po zbiorach, zawiera mniej przyswajalnego potas, fosforu i magnezu, co należy tłumaczyć większym pobraniem tych składników z większymi plonami. Zmniejsza się również zawartość wapnia oraz niektórych mikroskładników. Dlatego przystępując do uprawy kolejnych gatunków roślin należy bezwzględnie zastosować zwiększone dawki podstawowych makroskładników. Oczywiście należy pamiętać, aby wielkość dawki nawożenia mineralnego ustalać w oparciu o badania zasobności gleby.

Literatura:
Zbiór prac dotyczących nawożenia mineralnego w warunkach nawadniania. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol. 438, 1996.
Praca zbiorowa pod red. J. Dzieżyca. Potrzeby wodne roślin uprawnych.
C. Podsiadło. Studia nad deszczowaniem i nawożeniem mineralnym bobiku, grochu siewnego, łubinu białego i łubinu żółtego, uprawianych na glebie lekkiej. Seria rozprawy AR Szczecin 2001.
Seria artykułów dotyczących efektywności nawożenia mineralnego w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby. Zesz. Nauk. AR Szczecin, seria rolnictwo, 165.