Nawożenie azotem problematyka i zarys technologi

Rośliny, aby mogły zrealizować swój potencjał plonotwórczy, potrzebują niezbędnych substancji pokarmowych, zwłaszcza azotu. Rolnicy powinni mieć stałą kontrolę poziomu wszystkich czynników, które mają wpływ na wzrost roślin

Potrzeby pokarmowe

Rośliny swoje potrzeby pokarmowe zaspokajają zarówno z absorpcji zastosowanych nawozów (mineralnych, naturalnych i organicznych), jak i z zasobów glebowych. Oznacza to, że w racjonalnym nawożeniu istotne jest nie tylko rozpoznanie potrzeb pokarmowych (oblicza się je, mnożąc zakładany plon przez pobranie jednostkowe), ale także w miarę dokładne określenie dostępności azotu z gleby.

Racjonalna gospodarka azotem

Generalnie zapotrzebowanie roślin na nawozy mineralne oblicza się, odejmując od potrzeb pokarmowych ilość składnika, która będzie dostępna z zasobów glebowych. Do tej puli zalicza się azot rodzimy z mineralizacji glebowej materii organicznej.  Dodatkowo pochodzący z rozkładu zastosowanych nawozów naturalnych i organicznych.  Kolejny azot cząsteczkowy (atmosferyczny), który został związany przez bakterie symbiotyczne (symbioza z roślinami motylkowymi) i wolno żyjące w glebie. Jak wynika z powyższego zestawienia, na pulę azotu glebowego składa się wiele źródeł, które w mniejszym lub większym stopniu są dostępne dla roślin. Trzeba pamiętać, że azot znajdujący się w glebie podlega licznym przemianom decydującym o tym, że jego ilość dostępna dla roślin może się drastycznie zmieniać w zależności od warunków.

Azot w środowisku

Zatem racjonalna gospodarka azotem wymaga bardzo dokładnego poznania procesów, jakim związki azotu podlegają w środowisku. Warto wiedzieć, że o odżywieniu roślin tym składnikiem decydują trzy przyswajalne formy azotu – azot cząsteczkowy (N2), jon amonowy (NH4 +) i jon azotanowy (NO3). Dwie z wymienionych – podstawowe formy azotu nieorganicznego (NH4 + i NO3- ), które są pobierane przez korzenie roślin z roztworu glebowego – reprezentują zaledwie 1–5% całkowitych zasobów azotu zawartego w glebach uprawnych.Pozostałą część, czyli 95–99%, stanowią związki organiczne azotu charakteryzujące się różnorodnością form, a w konsekwencji różną podatnością na rozkład mikrobiologiczny. Między tymi formami zachodzą dynamiczne procesy przemian, zależne od aktywności mikroorganizmów i warunków środowiska.

Azot amonowy

Azot w glebie występuje w dwóch formach– organicznej i nieorganicznej. Formy organiczne azotu stanowią potencjalne źródło azotu amonowego. W wyniku ich rozkładu najpierw powstaje amoniak, który następnie przekształca się w jon amonowy.W kolejnym etapie może on zostać przekształcony w jon azotanowy.Co ważne, w glebach niedotlenionych, podtapianych lub zalewanych, a także w środowisku kwaśnym proces nitryfikacji (utleniania azotu) ulega osłabieniu lub zahamowaniu, dlatego zwykle dominuje w nich azot amonowy. Azot amonowy może nie tylko ulec nitryfikacji, ale także zostać przekształcony w glebową materię organiczną (próchnicę), ulec immobilizacji (wbudowaniu w ciała mikroorganizmów), zostać unieruchomiony między pakietami minerałów ilastych (uwsteczniony N–NH4 + jest czasowo niedostępny dla roślin) oraz w niekorzystnych warunkach – ulec stratom w postaci amoniaku.

Ograniczenie strat azotu

W praktyce rolnik powinien się skupić przede wszystkim na ograniczaniu strat azotu w postaci amoniaku (m.in poprzez stworzenie korzystnych warunków do nitryfikacji i jak najszybsze wymieszanie z glebą nawozów naturalnych – obornika, gnojowicy – po ich zastosowaniu) oraz na kontroli procesów rozkładu materii organicznej. Oczywiście nie jest to sprawa prosta, ponieważ rozwój mikroorganizmów odpowiedzialnych za te procesy jest wypadkową wielu czynników środowiskowych, w tym temperatury i wilgotności gleby oraz dostępności azotu, zarówno we wprowadzonym do gleby świeżym materiale organicznym, jak i z zasobów glebowych.

Biodegradacja

Istotną rolę odgrywa tzw. podatność materii organicznej na biodegradację, która zależy głównie od czynników związanych z zawartością azotu i węgla. Zatem w sytuacji, gdy przyorywane resztki/nawozy są ubogie w azot, a nam zależy na tym, żeby nie był on biologicznie uwsteczniany w glebie, należy uregulować stosunek C:N, stosując przed ich wymieszaniem z glebą odpowiednią ilość azotu. Postępowanie to jest szczególnie ważne w przypadku uprawy rzepaku po zbożach, w sytuacji gdy nie została zebrana słoma. Trzeba bowiem mieć na uwadze,że jesienne potrzeby rzepaku dotyczące azotu znajdują się na stosunkowo wysokim poziomie (w zależności od rozwoju plantacji kształtują się na poziomie 60–80 kg N/ha).

Azot azotanowy

Rolę tej formy chemicznej azotu w produkcji roślinnej należy rozpatrywać w odniesieniu do procesów zachodzących w glebie. Intensywność utleniania, podatność na wymywanie oraz intensywność i produkty denitryfikacji. Nitryfikacja zależy od dwóch czynników. Azotu amonowego (nitryfikacja) – ilości jonu amonowego w glebie i aktywności mikroorganizmów utleniających NH4 + do NO3. Wysoka intensywność tego procesu występuje w glebach strukturalnych (odznaczających się optymalnymi warunkami wodno-powietrznymi) o pH powyżej 6,0.

Przemieszczanie się azotu

Azot w formie azotanowej, jeśli nie zostanie pobrany przez rośliny, może zostać wymyty oraz ulec denitryfikacji. Trzeba wiedzieć, że jon azotanowy odznacza się dużą ruchliwością w glebie. Przemieszcza się tak jak woda. Zarówno w głąb (jeśli opady są intensywniejsze niż transpiracja), jak i w górę profilu (gdy jest odwrotnie). Zatem realne zagrożenie wymywania azotanów występuje tylko w okresie zimowym.  Październik – marzec, ponieważ w półroczu letnim, gdy temperatura przekroczy 50C, dominuje proces parowania (z gleby, rośliny). Wtedy woda podsiąka z głębszych warstw ku powierzchni. Zatem w lecie wymywanie azotanów notuje się tylko w sytuacji nawalnych lub długotrwałych opadów. Kolejnym procesem, który prowadzi do strat azotu, jest denitryfikacja. W jej wyniku jony azotanowe zostają w procesie redukcji przekształcone w formy gazowe ulatniające się do atmosfery. Warto zaznaczyć, że proces ten szczególnie intensywnie zachodzi w warunkach ograniczonej ilości tlenu w glebie. Stąd też w praktyce wskazana jest likwidacja zagęszczonych czy zamulonych warstw gleby.

Oznaczanie zawartości azotu

Podsumowując powyższe rozważania, należy podkreślić, że nie jest łatwo prawidłowo oszacować ilość azotu, którą rośliny będą miały do dyspozycji z gleby. Poza znajomością powyższych procesów, wymaga to z jednej strony prawidłowej oceny „zapasów glebowych”. Z drugiej tempa ich rozkładu, które z kolei zależy od temperatury gleby i jej wilgotności. Za temperaturę organiczną gleby, w której rozpoczyna się mineralizacja, czyli uwalnianie azotu, można uznać średnio 50C. Następnie wzrost temperatury – pod warunkiem że jest w glebie woda (ale nie w nadmiarze) – skutkuje zwiększeniem tempa uwalniania azotu. Stąd też przyjmuje się, że z glebowej materii organicznej najwięcej azotu netto uwalnia się w najcieplejszych miesiącach. W drugiej połowie czerwca, w lipcu i sierpniu.

Potrzeby nawozowe

W praktyce bardzo ważne jest, aby określając potrzeby nawozowe, nie przeszacować azotu glebowego. Szczególnie łatwo jest o to w przypadku uprawy rzepaku czy zbóż. Dynamika akumulacji azotu przez te rośliny nie pokrywa się z dynamiką uwalniania z zasobów glebowych. Dlatego wskazane jest, aby przed wysiewem nawozów azotowych na wiosnę oznaczyć w glebie zawartość azotu mineralnego. Ponieważ – poza powyższymi czynnikami – stanowi ona podstawę do obliczenia potrzeb nawozowych.

dr hab. Witold Szczepaniak