Zawartość i przemiany potasu w glebie

Spośród składników pokarmowych roślin, potas występuje w glebie w stosunkowo dużej ilości. W zależności od typu gleby, jej kategorii agronomicznej i składu mineralogicznego zawartość tego składnika waha się w granicach od 0,8 do 2,5%. Jednak większość występującego w glebie potasu nie jest dostępna dla roślin. Około 90% całkowitej ilości potasu znajdującego się w glebie występuje w minerałach glebowych: krzemianach i glinokrzemianach. Forma aktywna potasu stanowi jedynie około 5% z całkowitej ilości tego składnika pobranego przez rośliny, albo 0.1-0.2 % całkowitej zawartości go w glebie. Jednak w miarę wyczerpywania tej formy potasu przez rośliny następuje systematyczny dopływ K do roztworu z formy wymiennej i zapasowej . Te dwie formy (wymienna i zapasowa) stanowią około 1 -2% i 2 -10% całkowitego K w glebie. Te różne formy potasu są nie tylko odniesieniem do pobierania K przez rośliny, ale też do możliwości wymywania tego składnika z warstwy ornej gleby. W piaszczystych i kwaśnych glebach tempo wymywania potasu może być bardzo duże, co może prowadzić do znacznych strat tego składnika nawet do 50% K z nawozów.

Zatem należy zdawać sobie sprawę z tego, że zwłaszcza na piaszczystych glebach lekkich (o małej pojemności kompleksu sorpcyjnego) oraz na wyczerpanych z potasu glebach ciężkich ilość potasu związanego wymiennie nie jest w stanie pokryć zapotrzebowania roślin na ten składnik pokarmowy. Miedzy formami potasu ustala się stan dynamicznej równowagi determinowanej pobieraniem potasu przez roślinę i nawożeniem. Potas wprowadzony do gleby z nawozami mineralnymi i organicznymi krótko pozostaje w roztworze glebowym w formie aktywnej. Nie pobierany przez rośliny łatwo jest sorbowany przez kompleks sorpcyjny, a w niesprzyjających warunkach może być wymywany w głąb profilu glebowego. Potas z warstwy poniżej 50 cm nie jest wykorzystywany przez rośliny. Wówczas na glebach bardzo lekkich należy rozważyć wiosenny, a nie jesienny termin siewu nawozów potasowych.

Malejące stężenie kationu potasowego w roztworze glebowym powoduje uruchomienie tego składnika z fazy stałej gleby. Rolnik musi mieć świadomość, że niedostateczne nawożenie lub wręcz pominięcie nawożenia potasowego w konsekwencji prowadzi do wyczerpania gleby z tego składnika pokarmowego co skutkuje obniżeniem plonowania roślin. Znając chemizm składników pokarmowych w glebie rolnik powinien stosować takie dawki nawozów, które pozwalają uzupełnić tę ilość składnika jaka zostaje wynoszona z plonem roślin, a w przypadku gospodarowania na glebach ubogich w potas dodatkowo uzupełnić jego zawartość w glebie. W celu poprawnego gospodarowania potasem, konieczne jest zdefiniowanie przyswajalnej dla roślin formy składnika pokarmowego. Jest to ta część potasu znajdującego się w glebie, która potencjalnie może być pobrana przez system korzeniowy roślin. W praktyce przyswajalną dla roślin formę potasu w glebie tworzy forma aktywna potasu oraz część formy związanej wymiennie. Na glebach lekkich, o składzie granulometrycznym piasku i gliny lekkiej w zasadzie cała lub niemal cała frakcja potasu związanego wymiennie jest przyswajalna dla roślin. Natomiast na glebach ciężkich tylko część formy potasu związanej wymiennie jest przyswajalna dla roślin.

W Polsce zawartość przyswajanej dla roślin potasu w glebie dla roślin rolniczych i sadowniczych mierzy się z wykorzystaniem testu glebowego Egnera-Riehma DL. Test wyposażony jest w system oceny zasobności gleby w potas. System ten klasyfikuje zasobność gleby w obrębie 5 klas (I-V) i przyporządkowanej im oceny zasobności oraz wartości liczb granicznych. Wartość liczb granicznych określających klasę zasobności gleb w potas jest uzależniona od kategorii agronomicznej gleby. Np. taka sama zawartość potasu przyswajalnego dla roślin w glebie bardzo lekkiej i ciężkiej (np. 10 mg K₂O · 100g^-1) klasyfikuje zasobność gleby bardzo lekkiej do wyższej klasy (zasobność średnia – klasa III) niż glebę ciężką (zasobność bardzo niska – klasa V). W warzywnictwie zawartość przyswajalnego potasu oznacza się metodą uniwersalną.

Gleby Polski są przeważnie ubogie w potas. Największy odsetek gleb najuboższych w potas w Polsce przypada na województwa Łódzkie i Mazowieckie. W odniesieniu do powierzchni całego kraju tylko 26% powierzchni gleb Polski charakteryzuje się średnią zasobnością i zaledwie 24% zasobnością wysoką. W praktyce oznacza to, że na ponad 70% powierzchni gleb uprawnych naszego kraju dawki nawozów potasowych powinny być odpowiednio powiększone w celu poprawy zasobności gleby w ten składnik. Więcej niż połowa suchej masy w globalnych zbiorach jest w słomie zbóż, roślin strączkowych, roślin oleistych, liści roślin korzeniowych itp., w której znajduje się największa ilość potasu. W ostatnich latach duża część tych plonów ubocznych jest wynoszona z pól i wykorzystywana na cele energetyczne co powoduje zwiększony wynos potasu z gleb i pogarsza bilans tego składnika w glebie.

Aktualnie w Polsce dawki potasu na 1 ha użytków rolnych wynoszą około 30 kg K₂O. Przy osiąganych w Polsce plonach roślin pobranie potasu z 1 ha wynosi od 70-300 kg K₂O. Taka niezbilansowana gospodarka potasem nie pozwala na dobre zaopatrzenie roślin w ten składnik pokarmowy i przyczynia się do stopniowego wyczerpywania gleb z potasu. W ostatnim dziesięcioleciu proces ten jest potęgowany szczególnie niekorzystnym stosunkiem N:K₂O w stosowanych nawozach mineralnych. Rezultatem takiego stanu rzeczy jest nie w pełni wykorzystywanie potencjału produkcyjnego naszych gleb oraz obniżenie jakości plonów. W roślinach niedostatecznie zaopatrzonych w potas wzrasta zawartość azotanów, obniża się zawartość węglowodanów obniża się zdolność przechowalnicza i inne.

Nawożenie potasem oraz stan odżywienia roślin tym składnikiem rozpatruje się obecnie w szerszym kontekście żywieniowym, w aspekcie innych składników pokarmowym, zwłaszcza azotu, ale także magnezu, wapnia i innych od których w dużym stopniu zależy zaopatrzenie rośliny w potas i efektywność działania tego składnika. Z rolniczego punktu widzenia jednym z ważniejszych aspektów rolniczym potasu jest jego rola w metabolizmie azotowym roślin. Jon potasu jest bowiem niezbędny w procesach pobierania, transportu i produkcji białek przez roślinę. Niedostateczne nawożenie roślin potasem, w stosunku do azotu, szczególnie przy niskiej zasobności gleb w potas, jest często główną przyczyną niskiego wykorzystania azotu z nawozów mineralnych przez rośliny (średnio w Polsce około 50%), a w konsekwencji mniejszych plonów roślin o gorszej wartości technologicznej surowca.

Fizjologiczne funkcje oraz rola potasu w roślinach

Rola potasu w roślinie jest bardzo dużą i wszechstronna, gdyż jon K⁺ uczestniczy niemal we wszystkich procesach metabolicznych i fizjologicznych, silnie wpływając na wzrost rośliny. Do najważniejszych funkcji potasu w roślinach należą:

 - Wpływ na gospodarkę wodną roślin. Potas warunkuje oszczędne, bardziej ekonomiczne wykorzystanie wody przez roślinę. Rośliny dostatecznie odżywione potasem tracą o 20-40% mniej wody na wyprodukowanie 1 kg suchej masy.
- Wpływ na aktywację procesu fotosyntezy i przemiany węglowodanów, przemiany nukleotydów i kwasów nukleinowych, przemiany azotu i inne. Niedostateczne zaopatrzenie roślin w potas sprzyja nagromadzeniu w roślinach prostych związków azotowych: azotanów, amin i innych niebiałkowych związków azotowych obniżając jakość plonu.
- Transport składników i związków organicznych w ksylemie i floemie oraz ich nagromadzanie w roślinach szczególnie azotu.
- Zwiększa odporność roślin na różnego rodzaju stresy abiotyczne i biotyczne np. zwiększenie mrozoodporności i odporności na porażenie przez choroby i szkodniki

Efektywność nawożenia potasem zależy od: poziomu zasobności gleb w przyswajalne formy tego składnika, poziomu nawożenia, formy nawozu, wilgotności gleby (ilości i rozkładu opadów), temperatury itp. Na wykresie zamieszonym poniżej podano wpływ zróżnicowanej zasobności gleby lekkiej na działanie wzrastających dawek potasu. Największe przyrosty plonów bulw ziemniaków w wyniku nawożenia potasem otrzymano na glebie o bardzo niskiej i niskiej zasobności gleb w ten składnik (średnio około 20%). Gleb o takiej zasobności w Polsce jest większość. Wyniki te wskazują, że na takich glebach dawka potasu na rośliny okopowe około 200kg/ha jest ekonomicznie opłacalna.

Podsumowanie:
Ze względu na to, że większość gleb polskich charakteryzuje się niska i bardzo niską zasobnością w przyswajalne formy potasu niezbędne jest zwiększenie poziomu nawożenia tym składnikiem. Optymalne nawożenie potasem przyczyni się do zwiększenia poziomu plonów i ich jakości w wyniku:

• Poprawy w pobraniu, transporcie w roślinie i przemianach azotu mineralnego na białko co zwiększy wykorzystanie tego składnika przez rośliny,
• Lepszego wykorzystania potencjału produkcyjnego gleb poprzez poprawę efektywności nawożenia innymi składnikami pokarmowymi
  poprawy gospodarowania wodą przez rośliny co przy okresowych niedoborach wody zmniejszy efekty suszy,
• Zwiększenia odporności roślin na porażenie przez choroby i szkodniki,
• Poprawy wartości przechowalniczej płodów rolnych i w konsekwencji niższych strat w trakcie przechowywania.

Autor: dr hab. Wojciech Stępień