Optymalizacja nawożenia azotem

Azot jest niezbędnym i niezastąpionym składnikiem pokarmowym roślin, umożliwiającym uzyskanie zadowalających plonów o wysokiej jakości. Rolnicy powinni mieć zatem stałą kontrolę nad czynnikiem mającym wpływ na produkcję roślinną, jakim jest nawożenie azotem. Wadą mineralnych i naturalnych nawozów zawierających ten składnik są straty, jakim podlega po aplikacji.

dr inż. Tomasz Piotrowski

O odżywieniu roślin azotem, z perspektywy nawożenia, decydują dwie przyswajalne formy azotu nieorganicznego (NH4+ i NO3-), które są pobierane przez korzenie roślin z roztworu glebowego. Reprezentują one zaledwie 1–5% całkowitych zasobów tego pierwiastka zawartego w glebach uprawnych, określanego w analizach glebowych jako azot mineralny (Nmin). Pozostałą część, czyli 95–99%, stanowią związki organiczne azotu, charakteryzujące się różnorodnością form i odmienną podatnością na rozkład. Zachodzą pomiędzy nimi dynamiczne procesy przemian, zależne od aktywności mikroorganizmów i warunków środowiska.

Azot w nawozach

Azot – symbol na białym tleW nawozach azot obecny jest w trzech formach, a mianowicie w formie azotanowej (saletrzanej – N-NO3-), amonowej (N-NH4+) i amidowej (N-NH2). Każda z tych form charakteryzuje się innym sposobem działania. Jednak zastosowanie odpowiedniej formy azotu uzależnione jest przede wszystkim od aktualnych potrzeb roślin.

Forma azotanowa charakteryzuje się szybkim działaniem, roślina w krótkim czasie zaopatrywana jest w azot. Jest to forma typowo pogłówna, uzupełniająca, niezalecana na aplikację dużej dawki azotu ze względu na łatwość ulegania stratom w wyniku wymywania czy denitryfikacji, a także powodowanie zmniejszenia mrozoodporności roślin.

Azot amonowy jest wolniej pobierany przez rośliny i może być zatrzymywany w glebie. Przyczynia się do rozwoju systemu korzeniowego oraz wpływa korzystnie na pobieranie przez rośliny fosforu, siarki i boru. Ulega nitryfikacji do formy saletrzanej, najszybciej pobieranej przez rośliny. W niekorzystnych warunkach może ulec:

  • stratom w postaci amoniaku,
  • immobilizacji,
  • 
unieruchomieniu między pakietami minerałów ilastych.

Forma amidowa azotu – która musi przekształcić się do formy amonowej, a w dalszej kolejności do formy azotanowej, co wymaga wody i odpowiedniej temperatury – podlega najdłuższemu rozkładowi w glebie. Hydroliza mocznika silnie uzależniona jest od temperatury gleby, co powoduje udostępnianie roślinom azotu przez dłuższy czas po aplikacji.

Azot nawozowy 
a środowisko

Działalność rolnicza nie jest neutralna dla środowiska naturalnego. Rolnictwo jest głównym emitorem amoniaku i innych gazów zanieczyszczających atmosferę, a także głównym źródłem zanieczyszczeń wód powierzchniowych i podziemnych azotanami. Na całym świecie wprowadzane są akty prawne, których celem jest ochrona wód gruntowych i powierzchniowych przed zanieczyszczeniem azotanami, takie jak Dyrektywa Azotanowa Unii Europejskiej z 1991 roku.

W praktyce rolnik powinien się skupić przede wszystkim na ograniczaniu strat azotu i starannie dobierać jego dawki. Bardzo pożądane jest również wdrażanie technologii, które pozwolą na zwiększenie efektywności wykorzystania azotu z nawozów i ograniczenie jego emisji.

Ochrona azotu 
w nawozach – inhibitory

Coraz większą rolę w nawożeniu azotowym roślin odgrywają stabilizatory azotu. Na rynku dostępne są ich dwa główne rodzaje o różnym działaniu: inhibitory nitryfikacji i inhibitory ureazy.

Inhibitor nitryfikacji wpływa na przemiany azotu amonowego do azotynów, utrudniając zajście procesu. Spowalnia on i ogranicza rozwój oraz metabolizm bakterii rodzaju Nitrosomonas.

Działanie inhibitora ureazy dotyczy rozkładu mocznika w glebie, gdzie proces przekształcania formy amidowej azotu CO(NH2)2 w formę amonową NH4- odbywa się pod wpływem enzymu ureazy. Inhibitory ureazy zapewniają ochronę formie mocznikowej występującej w zastosowanym nawozie, blokując czasowo enzym ureazę, katalizujący hydrolizę mocznika w glebie.

Efektem działania inhibitorów jest ograniczenie strat i stabilizacja przyswajalnego azotu w strefie systemu korzeniowego roślin, co powoduje zwiększenie dostępności tego pierwiastka dla roślin.

Do najnowszych i najbardziej obiecujących inhibitorów ureazy należy grupa związków tiosiarczanowych. Nie wpływają one bezpośrednio na enzym ureazę, a jedynie pośrednio hamują jego działanie po interakcji z glebą. Tiosiarczany reagują szybko i abiotycznie z glebą, tworząc tetrationaty i wyzwalając jony żelaza i manganu.

Jednymi z najbardziej obiecujących produktów na rynku, należącymi do grupy tiosiarczanów, są CaTs Tiosiarczan wapnia i KTS. Podnoszą one efektywność nawożenia azotem i działają jak stabilizatory azotu oraz inhibitory ureazy.

Efektywność tych produktów wykazano w wielu doświadczeniach ścisłych i aplikacyjnych, przeprowadzanych od kilkunastu lat. Ograniczenie strat azotu w formie amidowej, w zależności od formy aplikacji oraz rodzaju nawozu, osiągało poziom nawet 30%.

Badanie ulatniania się amoniaku

Nienawozowe źródła azotu

W gospodarce rolnej coraz większego znaczenia nabiera zagadnienie dotyczące wpływu różnych populacji mikroorganizmów glebowych na wzrost i rozwój roślin. Zalicza się do nich bakterie promujące wzrost roślin, m.in. z rodzaju Azotobacter. Należą one do niesymbiotycznych bakterii wiążących azot atmosferyczny, zawierają enzym nitrogenazę.

Rhizosum N i Rhizosum N plus to innowacyjne produkty zawierające bakterie – odpowiednio – Azotobacter vinelandii i Azotobacter salinestris, zdolne do wiązania azotu atmosferycznego. Są to bakterie niesymbiotyczne, wolnożyjące, dzięki czemu mogą być stosowane w dowolnej uprawie.

Rhizosum N i N plus stosowane doglebowo w uprawach zbóż, rzepaku, buraków, tytoniu, ziemniaków lub warzyw przyczyniają się do wzrostu plonu roślin. Bakterie Azotobacter wpływają na gospodarkę azotową nie tylko poprzez zdolność do biologicznego wiązania azotu, ale również poprzez zwiększenie jego pobierania przez rośliny.

Podsumowanie

W wielu doświadczeniach i badaniach udowodniono, że stosowanie stabilizatorów azotu i bakterii z rodzaju Azotobacter przynosi korzyści zarówno środowisku naturalnemu, jak i uprawom rolnym oraz producentom. Produkty z grupy tiosiarczanów, takie jak CaTs Tiosiarczan wapnia i KTS, redukują zanieczyszczenia wód gruntowych i powierzchniowych azotem. Ograniczają jego ulatnianie do atmosfery, a jednocześnie zwiększają produkcję rolną. Bakterie wiążące azot atmosferyczny, zawarte w Rhizosum N i N plus, zmniejszają zapotrzebowanie roślin na nawozy azotowe oraz poprawiają żyzność gleby.

Oba rozwiązania, ochrona azotu nawozowego i nienawozowe źródła azotu, wpływają pozytywnie na gospodarkę nawożeniem azotem, dostosowując dostępność azotu w glebie do potrzeb rośliny (wykres 2).

Ochrona azotu nawozowego

Pozytywny wpływ przedstawionych rozwiązań na wzrost i rozwój roślin oraz żyzność gleby wydaje się wychodzić naprzeciw obecnej polityce rolnej Unii Europejskiej i naszego kraju, która ma na celu zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska ze źródeł rolniczych.