Adela Maziarek, Agnieszka Krawczyk GLEBA jako środowisko odżywcze roślin

Transkrypt

1 Adela Maziarek, Agnieszka Krawczyk GLEBA jako środowisko odżywcze roślin Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa inwestująca w obszary wiejskie Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Schematu III Pomocy Technicznej Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata Publikacja opracowana na zlecenie Opolskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego. Instytucja Zarządzająca Programem Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi

2 SPIS TREŚCI WSTĘP...3 BUDOWA GLEBY...3 ŻYZNOŚĆ GLEBY...4 SKŁADNIKI POKARMOWE...8 MIKROORGANIZMY GLEBOWE...40 ZMIANY ZACHODZĄCE W ROLNICTWIE...42 ANALIZA GLEBY PODSTAWĄ NAWOŻENIA...46 PODSUMOWANIE...57 Literatura...58 WSTĘP Do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślina potrzebuje energii (słońce), wody i substancji pokarmowych (z gleby i powietrza). Większość substancji pokarmowych roślina pobiera z gleby za pomocą korzeni. Gleba jest jednym z najważniejszych, niestety często zaniedbanych, zasobów naturalnych oraz głównym elementem tworzącym podstawę dla produkcji rolnej. Jej jakość decyduje o plonowaniu i zdrowotności roślin. Głównym celem jej uprawy powinno być dążenie do tego, by była w jak najlepszej kondycji, co w dużej mierze zależy od zachowania równowagi pomiędzy cząstkami stałymi i mikroorganizmami. BUDOWA GLEBY Gleba składa się z fazy stałej, płynnej (roztwór glebowy) i gazowej (powietrze glebowe). Wszystkie te fazy spełniają określone role w zaopatrywaniu roślin w składniki pokarmowe (rysunek 1). Faza gazowa gleby wpływa na prawidłowe zaopatrzenie korzeni w tlen i na aktywność biologiczną gleby. Faza ciekła gleby czyli woda, w której rozpuszczone są związki mineralne i organiczne. Odpowiada za transport składników pokarmowych do korzeni, które występują głównie w formie jonów, bezpośrednio dostępnych dla roślin. Faza stała gleby może być natury organicznej, mineralnej lub organiczno-mineralnej. Składa się z różnorodnych pierwiastków chemicznych, z których część zaliczana jest do substancji pokarmowych np. Ca, Mg, K, P, Cu, Zn, Mn i Fe. Sposób związania pierwiastka decyduje o stopniu jego dostępności dla rośliny. Opracowanie merytoryczne: mgr inż. Adela Maziarek dr inż. Agnieszka Krawczyk Opracowanie graficzne, skład i druk: Publikacja opracowana na zlecenie Opolskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Łosiowie na podstawie Umowy Nr R.U.DOW zawartej w dniu 22 stycznia 2015 r. z Województwem Opolskim ISBN Egzemplarz bezpłatny Rysunek 1. Fazy gleby 2 3

3 ŻYZNOŚĆ GLEBY Najważniejszym celem produkcji roślinnej, jest uzyskanie odpowiedniego plonu o pożądanych parametrach jakościowych. Spośród wielu czynników decydujących o powodzeniu w uprawie roślin jest gleba, a w zasadzie jej właściwości fizyczne, chemiczne oraz biologiczne. Przydatność gleb do celów rolniczych i ich wartość uprawowa określana jest poprzez wiele parametrów, które składają się na żyzność gleby. Żyzność gleby naturalna zdolność dostarczania składników pokarmowych, wody, powietrza niezbędnych do wzrostu roślin. Każda gleba charakteryzuje się naturalną żyznością, która wynika z pochodzenia gleby ukształtowanego w procesie glebotwórczym i zależy m.in. od zawartości substancji organicznej (próchnicy), koloidów glebowych, aktywności drobnoustrojów. Ważnym aspektem kształtowania żyzności gleb jest możliwość jej zmiany poprzez szereg działań agrotechnicznych (uprawa, nawożenie, prawidłowy płodozmian). Środowisko glebowe jest jedynym, którego niektóre właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne można zmieniać w trakcie procesu produkcji poprzez nawożenie, wapnowanie, nawadnianie czy meliorację. Niestety, zmiany te nie zawsze oddziałują korzystnie na stan gleby i jej przydatność agrotechniczną. Cechy gleby charakteryzujące żyzność: zawartość substancji organicznej (próchnicy) i koloidów glebowych, zasobność w składniki mineralne, odczyn (ph), aktywność mikrobiologiczna, wilgotność (zdolność do zatrzymywania wody i jej regulacja), uprawa (zabiegi agrotechniczne). Podstawowym składnikiem gleby decydującym o jej żyzności jest materia organiczna. W skład materii wchodzi różnorodny materiał organiczny, m.in.: resztki roślinne (liście, korzenie), tworzą około 10% materii organicznej gleby, organizmy żywe, zajmują około 5% materii organicznej gleby, humus czyli próchnica stanowi około 85% całej substancji organicznej gleby, z tego powodu przyjmuje się, że pojęcie materii organicznej jest synonimem próchnicy. Próchnica odgrywa zasadniczą rolę w gospodarce rolnej, ponieważ zawiera ważne dla roślin składniki odżywcze, tj: azot, magnez, wapń, fosfor i inne. Składniki te, w miarę tworzenia się próchnicy i mineralizacji substancji organicznych, stają się stopniowo dostępne dla roślin. Próchnica bierze udział w procesie tworzenia struktury gruzełkowatej gleby. Działa jako lepiszcze strukturotwórcze, powodując sklejanie elementarnych cząstek w większe cząsteczki. Struktura gruzełkowata gleby zapewnia sprawność warstwy ornej czyli stwarza korzystne warunki do kiełkowania nasion i prawidłowego rozwoju systemu korzeniowego roślin. Gleby zasobne w próchnicę posiadają gruzełkową strukturę. Gruzełki tworzą luźne gąbczaste kompleksy, które dzięki porowatej strukturze wchłaniają wodę i substancje odżywcze, a ziemia jest lepiej natleniona. Zalety struktury gruzełkowatej: gwarantuje dobrą aerację, tworzy optymalne warunki do retencji wody, zapewnia sprawne odprowadzanie nadmiaru wody, czyli drenaż, stwarza warunki do intensywnego życia biologicznego, sprzyja szybkiemu ogrzewaniu się gleby wiosną, stwarza warunki do wzrostu korzeni w glebie, ułatwia uprawę mechaniczną, przygotowanie gleby do siewu i sprzyja kiełkowaniu nasion, zmniejsza podatność gleby na zjawiska niekorzystne: erozję i ugniatanie. Trwała struktura gruzełkowata warunkuje powstanie i utrzymanie przez odpowiednio długi czas wysokiej sprawności roli oraz zapobiega powstawaniu skorupy glebowej. Aby zwiększyć zawartość próchnicy w glebie jedynym sposobem w praktyce rolniczej jest systematyczne wprowadzanie resztek roślinnych do gleby. 4 5

4 Funkcje próchnicy w glebie: kontroluje szybkość procesów wietrzenia skały macierzystej w glebie; wiązanie węgla; retencja wody w glebie; uwalnianie i retencja składników mineralnych w glebie; poprawia warunki wzrostu korzeni; zmniejsza oporność mechaniczną gleby mniejsze koszty na uprawę roli; kontrola aktywności patogenów; wiązanie związków toksycznych: pierwiastków, związków organicznych; Podstawowym i długoterminowym celem rolnika jest utrzymanie zawartości próchnicy w glebie na poziomie zapewniającym sprawną realizację jej funkcji w całym zakresie potencjału produkcyjnego, jak i środowiskowego. Aktualna zawartość materii organicznej w glebie jest wynikiem równowagi procesów prowadzących do jej nagromadzania i rozkładu. Procesy te mają charakter mikrobiologiczny, aczkolwiek duży wpływ ma również: dobór roślin w zmianowaniu, plony, zagospodarowanie plonu ubocznego (słomy) oraz sposób gospodarowania stosowany przez rolnika. Oddziaływanie rolnika na zawartość glebowej substancji organicznej uwzględniane w bilansie zależy od rodzaju uprawianych roślin oraz stosowanych nawozów organicznych. Tabela 1. Rola roślin w bilansie próchnicy Rośliny Tabela 2. Współczynniki reprodukcji i degradacji glebowej substancji organicznej Roślina lub nawóz organiczny Jednostka Współczynniki reprodukcji (+) lub degradacji (-) dla gleb lekkie średnie ciężkie czarne ziemie Okopowe 1 ha 1,26 1,40 1,54 1,02 Kukurydza 1 ha 1,12 1,15 1,22 0,91 Zboża, oleiste 1 ha 0,49 0,53 0,56 0,38 Strączkowe 1 ha + 0,32 + 0,35 + 0,38 + 0,38 Trawy w polu 1 ha + 0,95 + 1,05 + 1,16 + 1,16 Motylkowe, mieszanki 1 ha ,96 + 2,10 + 2,10 Obornik 10 t + 0,70 Gnojowica 10 t + 0,28 Słoma 10 t + 1,80 Źródło: Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej, MRiRW i MŚ, W-wa, 2002 zmniejszające zwiększające zboża kukurydza warzywa liściaste i korzeniowe okopowe (bez obornika) oleiste bobowate (lucerna, koniczyna, grochy, wyki, bobik) mieszanki traw z roślinami bobowatymi mieszanki zbóż z roślinami bobowatymi Bilans materii organicznej sporządza się na podstawie współczynników reprodukcji i degradacji glebowej substancji organicznej. Współczynnik reprodukcji (ze znakiem + ) oznacza ilość ton materii organicznej, o jaką gleba zostaje wzbogacona w ciągu roku na 1 ha użytków rolnych. Współczynnik degradacji (ze znakiem - ) oznacza ilość ton materii organicznej, o jaką gleba zostaje zubożona w ciągu roku na 1 ha użytków rolnych. Współczynniki te różnią się w zależności od gleb, od rodzaju upraw i stosowanych nawozów organicznych (tabela 2). Obornik jest cennym źródłem próchnicy 6 7

5 Każdy rolnik, aby nie ponieść strat produkcyjnych i ekonomicznych musi przeciwdziałać pogorszeniu żyzności gleby. Jeśli zdolność gleby do zaspokajania potrzeb roślin zostanie zachwiana, wówczas nastąpi ich nieprawidłowy wzrost i rozwój. To z kolei skutkuje zmniejszeniem plonów roślin uprawnych oraz pogorszeniem ich jakości. Mogą także pojawić się dalsze negatywne rezultaty, których efektem końcowym może być degradacja gleby. Duże znaczenie zapobiegawcze ma właściwa wiedza rolnika w zakresie produkcji rolniczej, uwzględniająca właściwe bezpieczne dla środowiska: gospodarowanie ziemią, składnikami pokarmowymi, stosowaniem nawozów organicznych i utrzymywaniu właściwego odczynu gleby. Utrzymanie wysokich wartości produkcyjnych gleby w dużym stopniu zależy od dbałości o jej trwałą żyzność i utrzymanie w wysokiej kulturze agrotechnicznej. SKŁADNIKI POKARMOWE Przyswajalne formy składników pokarmowych są najważniejszą frakcją w glebie, która decyduje o plonach roślin. Przyswajalność składników może być różna i jest uzależniona od dynamiki składników w glebie. Składniki pokarmowe w glebie znajdują się w różnych ilościach i formach: rozpuszczalne w roztworze glebowym ruchliwe, łatwo przemieszczające się i łatwo pobierane przez rośliny wymienne kationy i aniony uwalniane z sorbcyjnego kompleksu glebowego i pobierane przez rośliny rezerwowe tylko niewielka część składników pokarmowych może być uruchomiona jako przyswajalne. Zasobność gleb w składniki powinna kształtować się na poziomie pozwalającym na zaspokojenie potrzeb pokarmowych roślin czyli takiej ilości, która w warunkach klimatycznych i glebowych danego gospodarstwa pozwoli na uzyskanie maksymalnego plonu. Roślina będzie prawidłowo odżywiona jeśli wszystkie substancje pokarmowe zawarte w glebie będą występowały w idealnej koncentracji, proporcji i formie. Nadwyżki jednych substancji odżywczych blokują pobieranie innych przez roślinę, które następnie mogą ulec wypłukaniu i oddziaływać na inne systemy np. zanieczyszczenie wód gruntowych. Praktyczne konsekwencje: nadwyżka Mg niedobór Ca, K, nadwyżka K niedobór Mg, Ca, nadwyżka Ca niedobór Fe, B, Mn, Mg, K, nadwyżka PO 4 unieruchomienie Cu, Zn, Mn, nadwyżka Fe unieruchomienie PO 4, K jest szczególnie konkurencyjny, jeżeli spada ph jego przyswajanie zmniejsza się, po dostarczeniu Ca jego przyswajalność zwiększa się. Prawo minimum Liebiga Wysokość plonów zależy od tego pierwiastka, który znajduje się w glebie w ilości minimalnej w stosunku do potrzeb rośliny. Pierwiastek ten ogranicza działanie innych i w następstwie powoduje obniżkę plonów. Dostępność składników mineralnych dla roślin regulowana jest głównie przez odczyn gleby. Na glebach kwaśnych i bardzo kwaśnych zwiększa się dostępność mikroskładników (żelazo, mangan, cynk, bor, miedź) oraz azotanowej formy azotu. Dalszy wzrost ph powoduje wzrost dostępności wapnia, magnezu a także amonowej formy azotu. Poniżej ph 5,5 występuje nadmierna aktywność glinu, która prowadzi do obniżenia żyzności gleby. Większość składników mineralnych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania rośliny pobierana jest z gleb o odczynie lekko kwaśnym. Azot to najbardziej plonotwórczy pierwiastek, warunkuje nie tylko ilość, ale również jakość uzyskiwanego plonu. Niedobór tego składnika w glebie ogranicza plonowanie roślin, natomiast nieumiejętne oszacowanie jego dawki oraz niewłaściwe proporcje pomiędzy N, a pozostałymi składnikami żywieniowymi prowadzą do znacznych strat oraz mogą stanowić zagrożenie dla środowiska naturalnego. Największa ilość azotu w glebach mineralnych znajduje się na poziomach próchnicznych, a jego wartość gwałtownie się zmniejsza idąc w głąb profilu glebowego. W Polsce w warstwie ornej gleb uprawnych całkowita zawartość azotu wynosi 0,02 0,035%. Jednak tylko 1 2 % azotu występująca w związkach nieorganicznych jest dostępna dla roślin. Ze względu na to, iż rośliny uprawne potrzebują znacznie więcej azotu do prawidłowego wzrostu konieczne jest stosowanie nawozów organicznych i mineralnych. Źródło Tabela 3. Źródła azotu w glebie Ilość w kg/ha rocznie Opady atmosferyczne 10 Wiązanie przez bakterie 10 Resztki roślinne 30 Nawozy mineralne 70 Obornik 30 Źródło: Fotyma i in., 1998 Ogółem 150 Azot mineralny w glebie jest pierwiastkiem bardzo ruchliwym i podlega bardzo szybkim przemianom, a mianowicie: zbiałczaniu polega na pobieraniu azotu przez rośliny i mikroorganizmy, które wykorzystują go do syntezy organicznych związków azotowych, 8 9

6 amonifikacji przebiega zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych, jest to przekształcenie związków organicznych azotu do amoniaku, nitryfikacji przebiega w warunkach dobrego natlenienia, odpowiedniej wilgotności, temperatury i odczynu gleby, polega na utlenieniu amoniaku do jonów azotynowych i dalej do azotanów, denitryfikacji zachodzi w warunkach beztlenowych i jest to proces przekształcania nadmiaru azotanów do azotu atmosferycznego przez bakterie denitryfikacyjne. Amonifikacja i nitryfikacja są procesami korzystnymi, gdyż w ich wyniku nieprzyswajalne dla roślin związki azotowe przekształcają się w łatwo dostępne, natomiast denitryfikacja jest procesem niepożądanymi, gdyż powoduje straty azotu wskutek ulatniania. Azot przez rośliny pobierany jest tylko w dwóch formach: amonowej NH 4 + oraz azotanowej (saletrzanej) NO 3-. Pobieranie zależy od fazy rozwojowej rośliny oraz temperatury. We wczesnych fazach rozwojowych i niższych temperaturach rośliny pobierają głównie azot amonowy. W warunkach gleb kwaśnych lepiej pobierana jest forma azotanowa, a gleb obojętnych amonowa. Warto również podkreślić, iż forma amonowa jest typową formą przedsiewną, natomiast saletrzana pogłówną. Straty azotu w glebie: pobieranie azotu przez rośliny uprawne i wywożenie go z pola, duże straty azotu saletrzanego występują na glebach ciężkich i wilgotnych na skutek denitryfikacji, na glebach lżejszych wymywanie azotu w głębsze warstwy przez opady atmosferyczne. Stosowanie nawozów azotowych Ustalenie dawki azotu jest zagadnieniem złożonym. Ważne jest, aby zastosowana dawka była efektywnie wykorzystana przez roślinę w trakcie sezonu wegetacyjnego, a pozostałości tego składnika w glebie po zbiorze były jak najmniejsze. Nawożenie w dawkach optymalnych nie powoduje zmian w środowisku glebowym. Im więcej azotu mineralnego znajduje się w glebie w okresie jesiennym, tym większe ryzyko strat i zanieczyszczenia wód azotanami. Zbyt duże ilości azotanów w wodach pitnych oraz w pożywieniu lub w paszy mogą działać bardzo szkodliwie na zwierzęta i ludzi, np. przyczyniają się do powstania w glebie i roślinie toksycznych związków zwanych nitrozoaminami, które mogą wywoływać groźne choroby u ludzi i zwierząt (np. choroby nowotworowe). Przed wyborem nawozu azotowego należy wziąć pod uwagę zarówno właściwości nawozu, jak i gleby, na której będzie on stosowany. Szczególną uwagę trzeba zwrócić na odczyn gleby. O wyborze nawozu decyduje także termin, w jakim ma być zastosowany: przedsiewnie czy pogłównie, na przedwiośniu, gdy temperatura jest niska, czy później, gdy temperatura jest wyższa. Nawozów fizjologicznie kwaśnych nie należy stosować na glebach o odczynie kwaśnym. Na glebach o odczynie słabo kwaśnym można stosować siarczan amonowy, ale tylko pod rośliny dobrze znoszące taki odczyn gleby, tj. pod ziemniaki, owies, żyto. Ustalając poziom nawożenia azotem należy przede wszystkim oszacować plon rośliny oraz zbadać zawartość azotu mineralnego w glebie przed ruszeniem wegetacji. Przed przystąpieniem do ustalenia dawki azotu ważne jest poznanie jego zwartości w glebie. Wiosenną dawkę nawozu azotowego nie należy ustalać się z góry, ponieważ powinna ona uwzględniać: zarówno zapotrzebowanie rośliny na azot, jak również jego pokrycie z rezerw glebowych (azot pochodzący z mineralizacji). Ze względów ekonomicznych, jak również ekologicznych dawkę azotu potrzebną roślinom powinno określać się na podstawie testu N min. Test N min to oznaczenie zawartości azotu mineralnego w glebie. Służy on do określania dawki azotu jaką musimy dostarczyć roślinom poprzez nawożenie. Oznaczenia N min prowadzone są przez Stacje Chemiczno-Rolnicze dla świeżo pobranych prób z warstwy gleby w której rozmieszczona jest podstawowa masa korzeni (od 0 do 60 cm jeśli pomiar ma służyć do ustalenia tylko I dawki azotu i do 90 cm, jeżeli wyniki pomiarów mają być wykorzystane do ustalenia całkowitej wiosennej dawki azotu dla roślin). Próby gleby do analizy należy pobrać tuż przed wiosennym wznowieniem wegetacji, przed wysianiem nawozów. Tabela 4. Przedziały zawartości N min (kg/ha) w zależności od kategorii agronomicznej gleby Kategoria Zawartość N min agronomiczna bardzo bardzo gleby niska średnia wysoka niska wysoka bardzo lekka do pow. 90 lekka do pow. 100 średnia i ciężka do pow. 100 * suma z poziomów 0 30 i cm (kg/ha) Źródło: Fotyma i in., 1998 jeżeli wynik testu N min wykazuje wysoką lub bardzo wysoką zawartość składnika w glebie to planowaną dawkę nawozów można zmniejszyć o różnicę pomiędzy zawartością N min stwierdzoną w glebie pobranej z pola i górną granicą zawartości średniej dla takiej gleby. w przypadku zawartości bardzo niskiej i niskiej dawkę należy zwiększyć o różnicę pomiędzy dolną granicą zawartości średniej i oznaczoną ilością N min w glebie. jeżeli wynik testu mieści się w przedziale zawartości średniej, dawka N pozostaje bez zmian. Wiosenną dawkę azotu można wyliczyć mnożąc pobranie jednostkowe azotu przez zakładany plon. Następnie od tak wyliczonych potrzeb pokarmowych należy odjąć 10 11

7 zawartość azotu mineralnego w glebie N min. Należy pamiętać, ze ilość azotu w glebie na przedwiośniu ulega dużym wahaniom, od kg N/ha na stanowiskach żyznych, do kg N/ha na stanowiskach słabszych. Duży wpływ na zawartość azotu w glebie ma również ilość opadów w okresie jesienno-zimowym. Ponadto, ustalając wiosenną dawkę azotu należy mieć na uwadze obsadę roślin na plantacji i ich stan po zimie. We wczesnowiosennej dawce powinniśmy zastosować od 30 do70 kg N/ha Przykład 1. Za pomocą testu N min w glebie średniej (do głębokości 60 cm) stwierdzono 40 kg N/ha. Planowaną dawkę azotu należy zwiększyć o 31 kg N/ha. 71 kg N/ha 40 kg N/ha = 31 kg N/ha Przykład 2. Zawartość N min w glebie lekkiej wynosi 110 kg N/ha. Dawkę azotu można zmniejszyć o 30 kg N/ha. 110 kg N/ha 80 kg N/ha = 30 kg N/ha Azot należy dostarczać roślinom wówczas gdy jest możliwe jego szybkie pobranie. Ze względu na to, że azot jest pierwiastkiem bardzo ruchliwym i łatwo ulega wymyciu z gleby, całkowitą dawkę pierwiastka należy podzielić na części i stosować na początku faz intensywnego wzrostu roślin. Taka aplikacja pozwala zachować ciągłość i korektę żywienia roślin. Rośliny pobierają składniki żywieniowe głównie przez system korzeniowy, dlatego azot powinien być stosowany głównie doglebowo, najlepiej w 2 lub 3 terminach (tabela 5). W przypadku wystąpienia niekorzystnych warunków pogodowych zmniejszy to ryzyko strat tego składnika, a w razie potrzeby umożliwi korektę nawożenia azotem w trakcie wegetacji. Tabela 5. Orientacyjne terminy stosowania nawozów azotowych Rośliny I dawka II dawka III dawka zboża ozime przed ruszeniem f. strzelania początek wegetacji wiosną w źdźbło kłoszenia zboża jare przedsiewnie f. strzelania początek w źdźbło kłoszenia kukurydza przedsiewnie do wys. roś. ok. 30 cm ziemniaki (średnio późne i późne) przed sadzeniem początek wschodów buraki przedsiewnie po przerywce lub w f. 4-6 liści rzepak przed ruszeniem początek f. rozety wegetacji wiosną pąkowania trawy, motylkowe i ich mieszanki w roku siewu przedsiewnie po I pokosie* trawy, motylkowe i ich mieszanki w latach pełnego użytkowania * w warunkach siewu wiosennego przed ruszeniem wegetacji wiosną po I pokosie po II pokosie Wybierając nawóz azotowy należy zwrócić uwagę na formę azotu w nim zawartą. Dobór nawozu azotowego jest równie ważny jak wyliczenie jego dawki wiąże się z kondycją roślin i terminem nawożenia. Najbardziej uniwersalną formą azotu, łączącą cechy formy azotanowej (saletrzanej, pogłównej) i amonowej (przedsiewnej) jest forma saletrzano-amonowa (NH 4 + i NO 3- ). Wybierając formę amidową azotu (C-NH 2 ) zawartą w moczniku, wykorzystujemy wolnodziałąjącą formę azotu, polecaną szczególnie do wiosennego (osłonowego) nawożenia roślin, jak również jesiennego nawożenia ozimin (nie powoduje rozhartowania roślin). Roztwór saletrzano-mocznikowy to doskonałe rozwiązanie zarówno do przedsiewnego, jak również pogłównego nawożenia roślin. Zawiera wszystkie dostępne formy azotu (azotanową, amonową, amidową) w korzystnych proporcjach, przez co zapewnia roślinom stały dopływ azotu w okresie wegetacji Azot zawarty w nawozach mineralnych może być efektywnie wykorzystany wówczas gdy gleba jest zasobna we wszystkie niezbędne dla roślin składniki pokarmowe. Fosfor Fosfor obok azotu i potasu jest jednym z podstawowych składników plonotwórczych. Bierze udział we wszystkich procesach życiowych zachodzących w roślinie. Jest niezbędny do prawidłowego przebiegu fotosyntezy, oddychania, przemiany materii, a szczególnie wykorzystywany jest przy powstawaniu białek i substancji zapasowych (tłuszcze, fityna). Niedobór fosforu powoduje poważne zakłócenia w podstawowych funkcjach życiowych roślin, czego wynikiem jest osłabienie rozwoju i funkcjonowania poszczególnych organów, a zwłaszcza systemu korzeniowego. Fosfor w glebie Gleby polskie są bardzo ubogie w naturalne zapasy fosforu, a zasobność gleb w fosfor jest wynikiem wieloletniego nawożenia tym pierwiastkiem. Ogólna zawartość fosforu w warstwie ornej gleb uprawnych waha się najczęściej od 0,03 % do 0,15 % i zależy od rodzaju skały macierzystej, stopnia jej zwietrzenia oraz zawartości materii organicznej. Ilość ta wielokrotnie przekracza przeciętne potrzeby pokarmowe roślin. Jednak tylko % całkowitej zawartości fosforu jest dostępna dla roślin. Fosfor w glebie występuje głównie w postaci fosforanów żelaza, glinu, wapnia i magnezu oraz częściowo w związkach organicznych. Związki organiczne nie rozpuszczają się w wodzie, a dostępne dla roślin są dopiero po zmineralizowaniu przez mikroorganizmy glebowe. Związki te w większych ilościach gromadzą się w glebach o dużej zawartości próchnicy (np. torfowych, czarnoziemach czy rędzinach). Przyswajalność fosforu z gleby jest silnie uzależniona od wartości ph. Najwięcej fosforu przyswajalnego znajduje się w glebach o odczynie lekko kwaśnym. Na glebach o odczynie kwaśnym, a szczególnie bardzo kwaśnym lub alkalicznym dochodzi do 12 13

8 uwsteczniania fosforu czyli spadku jego przyswajalności dla roślin. Podwyższenie wartości ph powoduje stopniowe uruchomienie przyswajalnego fosforu, a tym samym zwiększenie wykorzystania go z nawozów, jak również z gleby. Tabela 6. Zasobność gleb w fosfor Klasa Ocena zawartości P 2 O 5 mg/100 g gleby P Zawartość fosforu w glebach mineralnych V bardzo niska < 5,0 < 2,2 IV niska 5,1 10,0 2,3 4,4 III średnia 10,1 15,0 4,5 6,6 II wysoka 15,1 20,0 6,7 8,8 I bardzo wysoka > 20,1 > 8,9 Źródło: IUNG PIB Puławy, 1989 Straty fosforu glebowego Fosfor jest pierwiastkiem mało ruchliwym w glebie i na ogół pozostaje w tej warstwie gleby, do której został wprowadzony z nawozami. Zmienia jedynie formę chemiczną na mniej lub bardziej dostępną dla rośliny. Oprócz uwsteczniania, część fosforu w pewnych warunkach może ulec wymyciu lub przemieszczeniu w głąb profilu pod wpływem opadów, szczególnie na glebach zawierających duże ilości substancji organicznej, kwaśnych i bardzo lekkich. Szacuje się, że straty te wynoszą średnio 0,4-0,5 kg P na rok z ha Nawożenie fosforem Najwyższą efektywność nawożenia fosforem można uzyskać na glebach o uregulowanym odczynie, jeżeli nawóz równomiernie wysiejemy na pole jesienią, po czym wymieszamy go z warstwą cm gleby. Niedobór fosforu jest najgroźniejszy dla roślin w początkowych fazach wzrostu. Pierwiastek ten wysiany pogłównie, słabo przemieszcza się w glebie i jest gorzej wykorzystany. Stosowanie fosforu w formie przyswajalnej, zgodnie z potrzebami nawozowymi roślin (czyli wymagania rośliny + 10% dawki, ponieważ część fosforu ulega uwstecznianiu) gwarantuje dobry jakościowo oraz wysoki plon, nie powodując przy tym zubożenia gleby. Startowe odżywienie roślin fosforem wymaga zastosowania minimum 20 kg P 2 O 5 /ha, nawet w przypadku gdy zawartość fosforu w glebie jest wysoka. Tylko uprawy roślin wieloletnich można nawozić pogłównie przed ruszeniem wegetacji. Źródło: Fosfor należy stosować corocznie, ponieważ wpływa na: prawidłowe ukorzenienie roślin i aktywność biologiczną gleby, powodując lepsze wykorzystanie innych składników z gleby, zwiększa odporność roślin na niedobory wody, na choroby, zwiększa mrozoodporność, zwiększa zawartość białka, cukrów, tłuszczu i witamin w roślinach, ogranicza akumulowanie szkodliwych form azotu (np. azotanów) w roślinach, decyduje o prawidłowym i równomiernym rozwoju i dojrzewaniu nasion i ziarna ich wypełnieniu. Fosfor likwiduje ujemne skutki nawożenia azotem, zwiększając efektywność azotu. W praktyce przenawożenie fosforem nie występuje, ponieważ rośliny nie wykazują skłonności do pobierania nadmiernych ilości fosforu, tak jak czynią to w przypadku azotu i potasu. Niedobór fosforu powoduje zmianę zabarwienia liści, które mogą opadać. Deficyt fosforu uwidacznia się najczęściej u roślin młodych w początkowych okresach ich wzrostu i rozwoju

9 Niedobór fosforu powoduje również: zahamowanie wzrostu korzeni, łodyg i liści, karłowacenie roślin, słaby rozwój kwiatów i kłosów, nie wytwarzają się prawidłowo nasiona, rośliny są mniej odporne na choroby i mróz. Stosowanie fosforu w formie przyswajalnej, zgodnie z potrzebami nawozowymi roślin gwarantuje dobry jakościowo oraz wysoki plon, nie powodując przy tym zubożenia gleby. Optymalna zawartość fosforu w glebie wpływa również na aktywność mikroorganizmów glebowych, a w konsekwencji na przemiany i dostępność wszystkich składników pokarmowych. O żyzności gleby decyduje oprócz odczynu i zawartość materii organicznej, poziom zasobności w fosfor, ponieważ współdziałanie tych czynników wpływa w największym stopniu na aktywność biologiczną gleby. Potas Potas jest jednym z najważniejszych składników pokarmowych roślin, który decyduje o plonie i jakości uprawianych roślin. Systematyczne nawożenie tym pierwiastkiem warunkuje powstawanie i stabilność w glebie wtórnych minerałów ilastych, bardzo ważnych w utrzymaniu wielu parametrów gleby, w tym decydujących o jej pojemności wymiennej. W Polsce nawożenie tym składnikiem jest niewystarczające. Potas w glebie Poziom potasu w glebie waha się w granicach od 0,01 do 2 %. Głównym źródłem tego pierwiastka są minerały ilaste. Większość potasu w glebie występuje w postaci krzemianu i glinokrzemianu, które nie są bezpośrednio przyswajalne dla roślin. Pierwiastek w glebie występuje jako potas aktywny, potas wymienny, potas silnie związany oraz potas w sieci krystalicznej. Rośliny pobierają go w postaci jonu K + występującego tylko pod postacią aktywną. Glebami najbardziej zasobnymi w ten pierwiastek są: czarnoziemy, mady, gleby gliniaste i ilaste. Na cięższych glebach jego wymywanie jest ograniczone. Gleby lekkie i organiczne zazwyczaj są ubogie w potas, dodatkowo jest z nich dość łatwo wymywany. Potas w roślinach Potas przyswajany jest z roztworu glebowego w postaci K +. Kationy potasu z dużą łatwością przemieszczają się w roślinie i są magazynowane głównie w jej młodych, aktywnych częściach. Pobieranie tego pierwiastka przez rośliny zależy również od zrównoważonego występowania innych składników np. nadmierna ilość jonu amonowego lub magnezu może blokować pobieranie potasu. Do roślin o dużym zapotrzebowaniu na potas należą: buraki, ziemniaki, rzepak, seradela, lucerna, kukurydza, tytoń. Rośliny pobierają go przez cały okres wegetacji. Najszybciej jest pobierany we Źródło: wczesnych okresach rozwoju rośliny, następnie intensywność ta maleje, a w okresie tworzenia się nasion i owoców wyraźnie spada. Ilość pobranego potasu we wcześniejszych okresach wegetacji decyduje w dużym stopniu o plonowaniu roślin. Okresy krytyczne w żywieniu potasem: Zboża od fazy strzelania w źdźbło do kwitnienia Rzepak ruszenie wegetacji do początku kwitnienia Ziemniaki w trakcie wiązania bulw Buraki od fazy siewki do początku sierpnia. Brak potasu w glebie oraz zakłócenia w pobieraniu tego składnika w okresach krytycznych dla żywienia roślin, skutkuje spadkiem plonu. Nawożenie potasem W praktyce rolniczej bardzo ważne jest zbilansowane nawożenie potasem. By uzyskiwać wysoką efektywność nawożenia ważne jest utrzymanie optymalnego, czyli średniego poziomu zasobności gleby. Z uwagi na to, że gleby cięższe, o większym kompleksie sorpcyjnym, trudniej uwalniają potas do roztworu, powinny zawierać większe ilości przyswajalnych form tego składnika. Należy stosować takie dawki nawozów, by dążyć do górnej granicy średniej klasy zasobności (tabela 7)

10 Klasa zasobności Tabela 7. Zasobność gleb w potas [mg K 2 O/100 g gleby] bardzo lekkie Gleby mineralne lekkie średnie ciężkie Gleby organiczne Bardzo niska do 2,5 do 5,0 do 7,5 do 10,0 do 30 Niska 2,5 7,5 5,1 10,5 7,6 12,5 10,1 15, Średnia 7,6 12,5 10,1 15,0 12,6 20,0 15,1 25, Wysoka 12,6 17,6 15,1 20,0 20,1 25,0 25,1 30, Bardzo wysoka od 17,6 od 20,1 od 25,1 od 30,1 od 121 Źródło: IUNG PIB Puławy, 1989 Stosowanie potasu w nadmiernych ilościach nie jest wskazane, a wręcz szkodliwe. Zbyt duże dawki powodują nadmierne gromadzenie się składnika w roślinach, a także ograniczają pobieranie wapnia i magnezu. Ponadto zwiększa się zawartość wody (uwodnienie roślin) czego skutkiem jest obniżenie odporności roślin na mróz. Będąc w nadmiarze, pierwiastek ten pogarsza wartość biologiczną, technologiczną i przechowalniczą plonu. Nadmierna dawka potasu wpływa także na zasolenie gleby. Szczególnie duże zasolenie powodują nawozy niskoprocentowe. Dlatego im nawóz potasowy jest mniej skoncentrowany, tym powinien być stosowany z większym wyprzedzeniem przed siewem lub sadzeniem roślin. Zasolenie najbardziej szkodliwe jest dla wszystkich roślin w fazie kiełkowania i wschodów oraz w warunkach nawet niedużych niedoborów wody w glebie. Bardziej wrażliwe na zasolenie są rośliny na glebach mineralnych, gdzie jest mniej próchnicy i występują częstsze niedobory wody. Niedobór potasu powoduje zahamowanie wzrostu roślin, gorszą jakość ziarna zbóż, zmniejszoną odporność na działanie niskich temperatur, większą podatność na choroby grzybowe i wyleganie roślin. Optymalną dawką potasu jest około kg K 2 O/ha rocznie, pod warunkiem, że zasobność tego pierwiastka w glebie jest przynajmniej średnia. Na glebach zwięzłych i średnich najwyższą efektywność uzyskuje się wówczas, gdy nawóz jest równomiernie rozsiany na polu i wymieszany z warstwą cm gleby. Natomiast na glebach lżejszych, gdzie pierwiastek ten jest łatwiej wymywany, można np. w uprawie zbóż ozimych wysiewać go w dwóch dawkach: pierwszą przed siewem, drugą na przedwiośniu (1/3 całkowitej dawki nawozowej). Właściwe zaopatrzenie roślin w potas poprawia ich reakcję na nawożenie azotem, a równocześnie dobre zaopatrzenie roślin w azot zwiększa efektywność nawożenia potasem. Magnez W Polsce zasobność gleb w przyswajalny magnez nie jest wystarczająca, ponad 50% gleb wykazuje niedobór tego pierwiastka. Wynika to głównie z dużego udziału gleb lekkich i bardzo lekkich z których pierwiastek ten jest łatwo wymywany, zakwaszenia gleb oraz niedostatecznego nawożenia organicznego lub jego braku (niska zawartość materii organicznej). Na ubożenie gleb w magnez wpływają również nadmierne opady atmosferyczne, szczególnie w regionach gleb lekkich oraz okresowe susze powodujące przechodzenie magnezu przyswajalnego w formy trudno dostępne dla roślin. Magnez w glebie Zawartość magnezu w warstwie ornej gleby wynosi 0,02-0,8% Mg. Występuje on zarówno w formie mineralnej, jak i organicznej. Z reguły im gleba jest lżejsza tym bardziej uboga w magnez. Również gleby o niskim ph i małej ilości części spławialnych są ubogie w ten składnik. Magnez w przeciwieństwie do potasu jest łatwo wymywany również z gleb cięższych. Roczne wymycie może wynieść od około 10 kg, nawet do ponad 40 kg MgO/ z hektara. Przy czym największe wymycie następuje w pierwszym roku po zastosowaniu nawozów magnezowych, bądź magnezowo-wapniowych, niż w latach następnych. Również okresowe susze powodują ubożenie gleb w magnez (przechodzenie magnezu przyswajalnego w formy trudno dostępne dla roślin). Najbardziej pożądany i optymalny jest poziom średni zawartości tego składnika w glebie. Poziom ten pozwala zabezpieczyć magnez roślinom i nie powodować degradacji gleb (tabela 8). Tabela 8. Ocena zawartości magnezu (mg/100 g gleby) w glebach mineralnych Klasa zasobności Kategoria agronomiczna gleby bardzo lekka lekka średnia ciężka Bardzo niska > 1,0 > 2,0 > 3,0 > 4,0 Niska 1,1 2,0 2,1 3,0 3,1 5,0 4,1 6,0 Średnia 2,1 4,0 3,1 5,0 5,1 7,0 6,1 10,0 Wysoka 4,1 6,0 5,1 7,0 7,1 9,0 10,1 14,0 Bardzo wysoka < 6,1 < 7,1 < 9,1 < 14,1 Wartość krytyczna Źródło: IUNG PIB Puławy, ,0 4,0 6,0 8,

11 Ilość składników pokarmowych poszczególnych poziomów zmienia się w zależności od rodzaju gleby (gleby lekkie, średnio ciężkie i ciężkie). Magnez jest pierwiastkiem bardzo ruchliwym, dlatego duże jego ilości znajdują się w głębszych warstwach gleby. Ruchliwość tego pierwiastka powoduje, że bardzo ciężko jest utrzymać jego zapasy w glebie (tabela 9). Tabela 9. Przedziały potrzeb nawożenia magnezem Czynniki wpływające na potrzeby nawożenia Nawożenie magnezem kategoria agronomiczna gleby odczyn gleby zawartość Mg w glebie objawy niedoboru na roślinach Konieczne bardzo lekkie bardzo kwaśny bardzo niska bardzo silne i silne Potrzebne lekkie kwaśny bardzo niska słabe Wskazane wszystkie gleby lekko kwaśny i obojętny bardzo niska i niska brak Źródło: Fotyma M Źródło: Magnez w roślinach Magnez jest składnikiem chlorofilu, przez co uczestniczy w najważniejszym procesie przemiany materii u roślin jakim jest fotosynteza i nie może być zastąpiony przez żaden inny pierwiastek. Ponadto aktywuje wiele procesów enzymatycznych (synteza węglowodanów, białek, tłuszczów). Nawożenie magnezem wpływa na lepsze wykorzystanie azotu, poprawia jakość białka i ogranicza zawartość azotanów, a także korzystnie oddziałuje na transport i gromadzenie fosforu w nasionach. Rośliny pobierają magnez w ciągu całego okresu wzrostu, lecz najintensywniej w czasie przyrostu masy zielonej. Zwiększone zapotrzebowanie na magnez wykazują zboża, głównie w fazie krzewienia i strzelania w źdźbło oraz w fazie nalewania ziarna. Prawidłowe pobieranie magnezu przez rośliny zależy od zasobności gleby w przyswajalne formy tego składnika oraz od zawartości w niej wapnia, potasu i jonów amonowych, co do których zachowuje się antagonistycznie. Niekiedy magnez pobierany jest w większych ilościach niż inne makroskładniki przy takim samym poziomie plonów. Niedobór magnezu przyswajalnego w glebie w znacznym stopniu wpływa na obniżenie ilości, jak i jakości plonów. Wszystkie rośliny mają dość duże wymagania względem magnezu. Najwięcej tego pierwiastka (ponad 50 kg MgO/ha) pobierają: burak cukrowy i pastewny, kukurydza, użytki zielone, lucerna oraz koniczyna. Mniej do 50 kg MgO z ha pobierają: rzepak, ziemniak i strączkowe, a do 30 kg MgO z ha pobierają zboża. Nawożenie magnezem Bilans magnezu przyswajalnego w glebie jest poważnym zagadnieniem w gospodarce nawozowej. Nawet jeżeli brak jest widocznych objawów niedoboru magnezu, obserwuje się wysoką efektywność w nawożeniu tym składnikiem. Objawy niedoboru ujawniają się dopiero przy bardzo dużym niedoborze tego pierwiastka. Wcześniej występuje spadek ilości i jakości plonu. System nawożenia magnezem powinien być systematyczny i uzależniony od odczynu gleby i szybkości działania nawozu. Gleby o dużej zawartości wapnia (rędziny i prarędziny) powinny być nawożone formami siarczanowymi z uwagi na silną konkurencję jonów wapnia z jonami magnezu. Natomiast nawożenie gleb mineralnych, bezwęglanowych powinno być uzależnione od odczynu i zasobności gleby w przyswajalny magnez. Na glebach lekkich dawka magnezu powinna wynosić kg MgO/ha, natomiast na ciężkich kg MgO/ha. Jednorazowa dawka nie powinna przekraczać 200 kg/ha 20 21

12 Wapń Zgodnie z Kodeksem Dobrej Praktyki Rolniczej, nadrzędnym celem działalności rolnika jest zachowywanie, a w miarę możliwości zwiększanie żyzności gleby. Podstawowym wskaźnikiem żyzności jest odczyn gleby, który decyduje o przyswajalności składników pokarmowych przez rośliny, rozpuszczalności substancji szkodliwych (metale ciężkie) oraz o zmianach w składzie i aktywności mikroflory glebowej. Regularne wapnowanie gleb poprawia właściwości fizyczne i chemiczne gleby, wpływa na tworzenie struktury gruzełkowatej gleby, zwiększa przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny oraz zmniejsza toksyczne oddziaływanie na nie glinu. Związki tego metalu są szczególnie niebezpieczne przy ph poniżej 5,0, ponieważ zakłócają rozwój i prawidłowe funkcjonowanie systemu korzeniowego. Gleby użytków rolnych powinny wskazywać ph w granicach 5,0 7,0. Wartość ph poniżej 4,5 sygnalizuje nam niebezpieczeństwo zakwaszenia gleby, a wartość powyżej 7,0 o alkalizacji, które negatywnie wpływają na stan mikroflory i mikrofauny glebowej. Nieuregulowany odczyn gleby: zmniejsza szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i zwierzęcych oraz tworzenie humusu. ogranicza rozwój bakterii azotowych oraz zmniejsza ich wartość użytkową powoduje, że stają się one mniej urodzajne, co ujawnia się w zmniejszonej ilości i jakości plonów. Regulowanie odczynu gleby jest podstawowym zabiegiem, który powinien być wykonany przed ustaleniem potrzeb nawozowych roślin. Wapń poza tym, że jest składnikiem pokarmowym dla roślin, decyduje o odczynie gleby, jej właściwościach fizycznych, chemicznych i biologicznych warunkujących efektywność nawożenia mineralnego i organicznego. Wapń bardzo łatwo ulega wymywaniu i jest to jedna z głównych przyczyn postępującego zakwaszenia gleb. Niemniej nawet na glebach kwaśnych jego ilość w roztworze glebowym zazwyczaj pokrywa zapotrzebowanie roślin, dlatego zasadniczym celem wapnowania nie jest dostarczanie wapnia roślinom, ale regulacja odczynu gleby. Wapnowanie gleby korzystnie wpływa na ograniczenie występowania szkodliwych dla roślin, grzybów i pasożytów oraz ogranicza zachwaszczenie pól. Zawartość wapnia w glebie Zawartość wapnia w glebach waha się w granicach od 0,05 do 5,0 % i jest znacznie wyższa w stosunku do pozostałych makroskładników niezbędnych do wzrostu i rozwoju roślin tj.: potasu, magnezu oraz fosforu. Źródłem wapnia w glebie są minerały. Najbogatsze w wapń są gleby wytworzone z wapieni i dolomitów (rędziny), najuboższe zaś wytworzone ze skał bazaltowych i granitowych (bielicowe wytworzone z piasków). Regularne wapnowanie gleb poprawia właściwości fizyczne i chemiczne gleby, wpływa na tworzenie struktury gruzełkowatej, a także zwiększa przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny. Przyczyny zakwaszania gleb Zakwaszenie gleb związane jest z głównie z negatywnym wpływem klimatu, w którym występuje przewaga opadów nad parowaniem. Powoduje to ciągłe przemieszczanie składników pokarmowych, przede wszystkim związków zasadowych w głąb profilu glebowego. Rozkładająca się w glebie materia organiczna pochodząca z resztek roślinnych: obornika, nawozów zielonych, jak również oddychające korzenie roślin, są źródłem znacznych ilości CO 2, który wpływa na wzrost zakwaszenia. Zakwaszeniu sprzyjają również niektóre naturalne procesy przemian związków organicznych i związków azotu

13 Człowiek swoją działalnością także przyczynia się do pogłębiania tego zjawiska poprzez: produkowanie dużych ilości gazów do atmosfery: dwutlenku siarki, tlenków azotu i dwutlenku węgla, które docierają do gleb w postaci kwaśnych deszczy i tzw. suchego opadu. stosowanie nawozów mineralnych, zwłaszcza azotowych i potasowych fizjologiczne kwaśnych Stopień zakwaszenia gleb w Polsce jest zróżnicowany. Wg IUNG PIB największy procent gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych znajduje się w województwie podlaskim, mazowieckim, łódzkim i podkarpackim, najmniejszy w opolskim i kujawsko-pomorskim (rysunek 2). fosfor przechodzi w trudno rozpuszczalne w wodzie połączenia z glinem i żelazem, w takiej formie jest niedostępny dla roślin potas w warunkach gleb kwaśnych niewielkie przekroczenie zapotrzebowania roślin na potas powoduje znaczący wzrost pobierania tego składnika. Jest to niekorzystne szczególnie dla roślin paszowych u zwierząt mogą wywołać tężyczkę pastwiskową magnez na kwaśnych glebach jest niedostępny dla roślin molibden uregulowanie odczynu podnosi przyswajalność tego pierwiastka pozostałe mikroskładniki ich dostępność maleje wraz ze wzrostem ph gleby i przechodzą w formy chemiczne niedostępne dla roślin. Powoduje to występowanie chorób fizjologicznych, a tym samym obniżkę plonowania i pogorszenie jakości ziarna. Rysunek 3. Wpływ ph na przyswajalność składników pokarmowych oraz życie biologiczne gleby Żródło: Buckman i Brady, 1971 Rysunek 2. Zróżnicowanie odczynu gleb w Polsce, wg IUNG PIB Puławy Skutki zakwaszania gleb Skutki zakwaszania gleb mogą prowadzić do zmniejszenia przyswajalności podstawowych składników niezbędnych dla rozwoju roślin. azot zostaje wypłukany poza zasięg systemu korzeniowego, który ze względu na obecność toksycznego glinu jest płytki i słabo rozwinięty Zakwaszenie może także zwiększać ruchliwość niebezpiecznych dla roślin i ludzi pierwiastków, głównie metali ciężkich, których nadmierna koncentracja dyskwalifikuje rośliny na cele konsumpcyjne i stanowi poważne zagrożenie. Silne zakwaszenie gleb ogranicza aktywności drobnoustrojów biorących udział w rozkładzie substancji organicznej. Miedzy innymi słabo i wolno rozwijają się wolnożyjące w glebie Azotobacter oraz mikroorganizmy współżyjące z większością roślin bobowatych (daw. motylkowych) (tabela 10). Następuje również osłabienie intensywności przebiegu procesu pobierania wolnego azotu z powietrza oraz składników pokarmowych do głębszych warstw gleby. Konsekwencją jest spadek żyzności gleby i pogorszenie jej jakości (rysunek 3)

14 Tabela 10. Optymalny odczyn dla rozwoju mikroflory w glebie Grupy drobnoustrojów Drobnoustroje Odczyn ph optymalny Dolna granica tolerancji ph grzyby 4,0 5,0 1,5 2,0 akumulację skrobi i wiązanie azotu przez brodawki korzeniowe roślin bobowatych. Ogranicza również skutki stresu w roślinach. Wapń słabo przemieszcza się w roślinie (z liści starych do młodych) co powoduje, że objawy niedoboru tego pierwiastka obserwowane są na najmłodszych liściach, wierzchołkach wzrostu łodyg i korzeni. drobnoustroje rozkładające substancję organiczną Bakterie asymilujące wolny azot amonifikatory 6,2 7,0 - cenitryfikatory 7,0 8,0 - nitryfikatory 6,5 7,2 4,8 5,0 uruchamiające P 6,5 7,5 - symbiotyczne: lucerny 6,8 7,2 4,9 5,0 koniczyny 6,8 7,2 4,2 4,7 grochu 6,5 7,0 4,0 4,5 wyki 6,5 7,0 4,0 4,5 łubinu 5,5 6,5 3,2 3,5 seradeli 5,5 6,5 3,2 3,5 niesymbiotyczne: Azotobacter 6,5 7,5 5,5 6,0 Clostridium pasteriamun 5,0 7,0 4,7 5,0 Reakcja roślin na zakwaszenie i potrzeby wapnowania Wskaźnikiem potrzeb wapnowania jest ph gleby, jej kategoria agronomiczna oraz gatunek uprawianej rośliny. Większość roślin uprawnych najlepiej rozwija się na glebach o odczynie słabo kwaśnym do lekko zasadowego, przy czym poszczególne gatunki roślin są zróżnicowane pod względem wrażliwości na zakwaszenie gleb (tabela 11). Wrażliwość różnych gatunków roślin uprawnych na odczyn gleby jest zróżnicowana (tabela 12). Przy czym nawet te rośliny, które tolerują kwaśny odczyn gleby, lepiej plonują, gdy ph gleby mieści się w granicach odczynu lekko kwaśnego (ph 5,6-6,5). Tabela 11. Podział roślin pod względem reakcji na wapnowanie Grupa roślin bardzo silnie reagujące silnie reagujące Gatunki roślin burak, kukurydza, groch siewny, lucerna, koniczyna pszenica, jęczmień, rzepak, bobik, łubin biały i wąskolistny Zwyżka plonu po zwapnowaniu [%] średnio reagujące żyto, owies, ziemniak, len, łubin żółty, seradela 7 Źródło: Hołubowicz-Kliza, Źródło: Hołubowicz-Kliza, 2006 Rola wapnia w roślinie Zawartość wapnia w roślinach waha się od 0,05 4,5% CaO w zależności od gatunku, części i wieku rośliny oraz zasobności gleby i czynników wpływających na jego pobieranie. Rośliny pobierają go w postaci jonu Ca 2+ z soli wapniowych rozpuszczonych w roztworze glebowym lub bezpośrednio z kompleksu sorbcyjnego gleby. Pierwiastek ten w roślinach pełni rolę strukturalną wchodzi w skład błon i ścian komórkowych, a także działa jak wtórny przekaźnik informacji. Około 60% całkowitej zawartości wapnia zmagazynowane jest w ścianie komórkowej rośliny. Gwarantuje to wysoką wytrzymałość ścian komórkowych, a także utrzymuje integralność i spójność tkanek dzięki czemu pośrednio przyczynia się do zwiększenia odporności na patogeny. Odgrywa także ważną rolę w trakcie podziałów komórkowych oraz w pobieraniu i transporcie różnych składników pokarmowych w roślinie. Ułatwia zawiązywanie nasion, Wrażliwość na kwaśny odczyn Tabela 12. Optymalne zakresy ph KCl dla roślin uprawnych Gatunek rośliny Optymalne ph gleby Mało wrażliwe łubin żółty, seradela, len, żyto, trawy 5,1-5,5 Średnio wrażliwe Wrażliwe Bardzo wrażliwe Źródło: Hołubowicz-Kliza, 2006 owies, ziemniak, mieszanki zbożowe, mieszanki pastewne pszenica, rzepak, bobik, łubin biały, łubin wąskolistny, pszenżyto burak, kukurydza, lucerna, koniczyna, soja, jęczmień 5,6-6,0 6,1-6,5 6,6-7,

15 Określenie prawidłowej dawki wapna jest bardzo ważne (tabela 13). Zbyt małe dawki mogą okazać się nieefektywne, natomiast zbyt duże mogą spowodować przewapnowanie gleby. Dawka optymalna umożliwia doprowadzenie gleby do dolnej granicy jego optymalnego przedziału. Wielkość tej dawki zależy od ph wyjściowego oraz kategorii agronomicznej gleby. Inne metody takie jak: ocena rozwoju roślin uprawnych czy występowanie roślin wskaźnikowych (np. skrzyp polny, bratek polny, szczaw polny) są mało wiarygodne. Tabela 13. Ocena potrzeb wapnowania gleb mineralnych (wg IUNG PIB) Kategoria agronomiczna gleby Ocena potrzeb wapnowania dla ph KCl konieczne potrzebne wskazane ograniczone* zbędne Bardzo lekkie < 4,0 4,1 4,5 4,6 5,0 5,1 5,5 > 5,6 Warto wiedzieć, że dawki wapna znajdujące się w przedziale wapnowanie konieczne, nie doprowadzają do uzyskania optymalnego odczynu gleby, przesuwają jedynie glebę do kolejnego przedziału wapnowania potrzebnego. Wybór rodzaju wapna i termin wapnowania Na gleby lekkie i bardzo lekkie zaleca się stosowanie wapna węglanowego (naturalnie występuje w przyrodzie). Na glebach ciężkich o dużej zawartości próchnicy, można stosować wyższe dawki wapna, także w formie tlenkowej. Zabieg wapnowania gleb o niskiej i bardzo niskiej zasobności w magnez można połączyć z nawożeniem magnezem, stosując nawozy wapniowo magnezowe. Należy pamiętać, szczególnie na glebach lekkich i bardzo lekkich, aby zachować odpowiedni stosunek Ca:Mg, który powinien oscylować w granicach 8:1. Jeżeli gleba charakteryzuje się optymalnym odczynem, zaleca się stosować co 3-5 lat, zapobiegawczo 0,5-1,0 tony CaO, w formie węglanowej. Lekkie < 4,5 4,6 5,0 5,1 5,5 5,6 6,0 > 6,1 Średnie < 5,0 5,1 5,5 5,6 6,0 6,1 6,5 > 6,6 Ciężkie < 5,5 5,6 6,0 6,1 6,5 6,6 7,0 > 7,1 * optymalny zakres odczynu dla danej kategorii agronomicznej gleby Natomiast optymalne dawki nawozów wapniowych przedstawiono w tabeli 14. Im niższe ph i gleba cięższa tym zalecane wielkości dawek CaO na ha są większe. Tabela 14. Optymalne dawki CaO w t/ha (wg IUNG PIB) Kategoria agronomiczna gleb Przedział potrzeb wapnowania konieczne potrzebne wskazane ograniczone Bardzo lekkie 3,0 2,0 1,0 - Lekkie 3,5 2,5 1,5 - Średnie 4,5 3,0 2,0 1,0 Ciężkie 6,0 3,0 2,0 1,0 Dawki nawozów wapniowych wahają się od 1 t do 6t CaO na ha. Jednak praktyka wskazuje, że są one często zbyt wysokie. Aby nie dochodziło do zakłóceń przemian zachodzących w glebie, głównie do uwsteczniania się pierwiastków, zaleca się rozłożenie (na okres kilku lat) dawek dużych, przekraczających 2,5 t CaO/ha. Najodpowiedniejszym terminem wapnowania jest późne lato. Stosując nawozy wapniowe po żniwach mamy możliwość wielokrotnego wymieszania ich z glebą

16 Nawozy wapniowe najlepiej działają w środowisku wilgotnym oraz w niskich temperaturach. Na tempo działania wpływa również stopień rozdrobnienia nawozu oraz stopień wymieszania z glebą. W okresie jesieni nawóz na skutek opadów deszczu może zostać przemieszczony w głębsze warstwy gleby, powodując odkwaszanie podglebia. Wapnowania nie wykonuje się w tym samym roku, w którym stosuje się obornik. Nawozów wapniowych i wapniowo magnezowych nie należy również mieszać z innymi nawozami mineralnymi, a zabieg ten wykonać przynajmniej 4 tygodnie przed zastosowaniem nawozów fosforowo potasowych. Wapna nie należy wysiewać na mokrą glebę, gdyż może przyczynić się do zniszczenia jej struktury. Siarka Do niedawna siarka znajdowała się poza obszarem badań rolniczych i nie była uwzględniana przy ustalaniu potrzeb nawozowych. Jednak zmniejszona obecnie emisja dwutlenku siarki do atmosfery, wzrost wydajności upraw oraz znaczące zwiększenie ilości zużywanych nawozów mineralnych o zredukowanej zawartości siarki, powodują, że w praktyce coraz częściej spotykamy się z niedoborem dostępnych dla roślin form tego składnika. Warunkiem osiągnięcia wysokich i wartościowych pod względem ilości plonów roślin uprawnych jest dostarczenie odpowiedniej ilości siarki oraz zastosowanie jej w najwłaściwszej formie. Pierwiastek ten ma znaczenie zarówno ekologiczne jak i rolnicze. Nadmiar siarki może prowadzić do degradacji środowiska, natomiast niedobór do spadków plonów roślin oraz ich jakości. Siarka w glebie Głównym źródłem siarki dla roślin uprawnych jest gleba. Pierwiastek ten w glebie występuje zarówno w formie mineralnej jak i organicznej, przy czym siarka z gleby pobierana jest przez rośliny tylko w formie mineralnej. Siarka w glebie pochodzi z: minerałów, opadów atmosferycznych, nawozów organicznych i mineralnych, rozkładających się resztek roślinnych i zwierzęcych. Przemianom siarki w formę mineralną sprzyja wysoki odczyn gleby (wzrost ph do 7,5 zwiększa szybkość mineralizacji), a także optymalna wilgotność i temperatura C. Z reguły im więcej próchnicy zawiera gleba, czyli im gleby cięższe, tym zasobność w siarkę jest wyższa. Niestety przyswajalna forma siarki jest bardzo szybko wymywana. Formą chemiczną siarki pobieraną przez rośliny jest jon siarczanowy (SO 4-2 ) Źródło: Siarka w roślinach Siarka jest niezwykle ważnym składnikiem dla roślin i błędem jest jej pomijanie w procesie nawożenia upraw. Aktywizuje wiele enzymów i procesów życiowych, wpływając na wzrost zawartości białek, cukrów i tłuszczów w roślinie. Dobre zapatrzenie roślin w ten pierwiastek przyczynia się przede wszystkim do wzrostu ilości plonów, przy jednoczesnej poprawie ich jakości. Ponadto stosowanie siarki zwiększa odporność roślin na działanie szkodników i chorób. Dostarczenie roślinom odpowiedniej ilości tego makroskładnika ma także znaczenie ekologiczne. Znacząco wzrasta skuteczność i wydajność użytych nawozów azotowych. Niedobór siarki ogranicza bowiem pełne wykorzystanie azotu zawartego w nawozach, co w konsekwencji może prowadzić do strat tego pierwiastka w glebie. Potrzeby nawozowe roślin względem siarki różnią się (tabela 15). Szczególnie duże zapotrzebowanie na ten składnik wykazują rośliny kapustowate: rzepak, kapusta, gorczyca, rzodkiew i rzepa. Dla przykładu rzepak, który w Polsce, a zwłaszcza na Opolszczyźnie jest jedną z najważniejszych roślin uprawnych, potrzebuje ok. 15 kg siarki na każdą tonę nasion zawierającą 9% wilgoci wraz z odpowiednią masą słomy, czyli około kg S/ha

17 Grupa roślin o bardzo dużym zapotrzebowaniu na siarkę o dużym zapotrzebowaniu na siarkę niewielkie zapotrzebowanie na siarkę Źródło: IUNG PIB Puławy Tabela 15. Pobieranie siarki przez rośliny Gatunek rośliny rzepak, kapusty, gorczyca, rzodkiew, rzepa, cebula, czosnek rośliny motylkowate, kukurydza, buraki Pobranie siarki [kgs/ha] trawy w tym zboża, ziemniak Rola siarki jako składnika pokarmowego w uprawach roślin jest ogromna. Nawożenie tym makroskładnikiem powinno być uwzględniane przy każdorazowym planowaniu nawożenia. Przystępując do ustalenia dawki, formy oraz terminu stosowania nawozów należy uwzględniać zapotrzebowanie poszczególnych roślin uprawnych, a także zawartość przyswajalnych form pierwiastków w glebie. A więc warunkiem uzyskiwania zadawalających efektów plonotwórczych jest świadome działanie rolnika oraz podejmowanie decyzji na podstawie oceny potrzeb żywienia roślin w celu właściwej interwencji nawozowej. Siarka wpływa na plon roślin poprzez: syntezę lignin przejawiające się ciągłym zapotrzebowaniem na siarkę w całym okresie wegetacyjnym (rzepak), gospodarkę azotem bez dobrego zaopatrzenia roślin w siarkę nie jest możliwe prawidłowe działanie plonotwórcze azotu, redukcja liczby ziaren w kłosie, zredukowana zawartość białka i glutenu (zboża), syntezę tłuszczy szczególnie duże zapotrzebowanie na siarkę w okresie dojrzewania nasion (rzepak), spadek odporności na stresy biotyczne i abiotyczne. Powstawaniu niedoborów siarki w Polsce sprzyjają następujące czynniki: duży udział gleb piaszczystych o małej zawartości próchnicy, brak lub niedostateczne nawożenie organiczne, stosowanie nawozów bezsiarkowych, stale zwiększający się udział w strukturze zasiewów roślin siarkolubnych (rzepak, kapusta, gorczyca, cebula), łagodne zimy i intensywne opady w okresie jesienno-zimowym sprzyjające mineralizacji organicznych związków siarki i wymywaniu siarczanów z gleby, oddalenie pól od centrów przemysłowych, zagęszczenie podglebia utrudniające wzrost systemu korzeniowego, wysoki poziom plonowania roślin i pobierania siarki, zmniejszenie emisji dwutlenku siarki do atmosfery przez przemysł ciężki (stosowanie nowych technologii produkcji mniej obciążających środowisko naturalne, filtrów nowej generacji, katalizatorów wychwytujących, etc.). Właściwe zaopatrzenie roślin w siarkę wpływa na przyrost plonowania oraz na poprawę jakości uzyskiwanych płodów rolnych poprzez wzrost: wydajności i jakości oleju rzepakowego, wartości technologicznej ziarna pszenicy i jęczmienia browarnianego, zawartości skrobi, karotenu i witaminy C w ziemniakach, koncentracji cukru w korzeniach buraka, wykorzystania pasz przez zwierzęta hodowlane. Objawy niedoboru siarki można łatwo pomylić z niedoborami azotu bądź magnezu. Przy czym charakterystyczna cecha odróżniająca niedobory tych pierwiastków to: niedobór siarki pojawia się na najmłodszych liściach, natomiast azotu i magnezu na starszych. Ponadto chloroza wywołana niedoborem siarki w odróżnieniu do niedoborów magnezu nie przechodzi w nekrozy. W warunkach wysokiego poziomu nawożenia azotem objawy niedoboru siarki często ulegają zaostrzeniu, niezależnie od gatunku uprawianej rośliny. Nadmiar siarki szkodzi roślinie i glebie. Zbyt duża koncentracja siarki w glebie powoduje bardzo ostry smak roślin, pogorszenie jakości oleju rzepaczanego i wzrost zawartości szkodliwych metali ciężkich w roślinach. Jej nadmiar w podłożu prowadzi do przyspieszonego wymywania składników, zakwaszenia gleby i rozkładu minerałów. Efektywność nawożenia siarką Aby efektywnie nawozić siarką konieczna jest znajomość pól uprawnych, rośliny przedplonowej, wrażliwości poszczególnych gatunków roślin na niedobór siarki, a także wysokość spodziewanego plonu. Zawartość siarki w nawozach najczęściej jest przedstawiana w formie pierwiastkowej (S), bądź w formie trójtlenku siarki (SO 3 ) jest to zgodne z przepisami WE i Polski. W dostępnej literaturze może być to również wartość wyrażona w formie SO 4 lub SO 2 (literatura dot. ochrony środowiska). Warto więc znać proste przeliczniki (tabela 16), ponieważ zawartości te znacznie się różnią, a jest to ważna informacja. Tabela 16. Współczynniki przeliczeniowe Składnik Mnożnik Składnik Mnożnik S na SO 2 2,0 SO 2 na S 0,5 S na SO 3 2,5 SO 3 na S 0,4 S na SO 4 3,0 SO 4 na S 0,33 Grześkowiak A Vademecum nawożenia 32 33

18 Ponadto o dostępności siarki w nawozie decyduje jej rozpuszczalność w wodzie. Jeśli nawóz zawiera np. 5 % (SO 3 ) trójtlenku siarki rozpuszczalnej w wodzie oznacza to, że jest ona łatwo dostępna dla roślin. Jeśli siarka nie jest rozpuszczalna w wodzie, to na worku widnieje zapis: 5% (SO 3 ) trójtlenku siarki całkowitej. Należy pamiętać, że im wyższe stosuje się dawki azotu, tym rośliny pobierają więcej siarki i tym częściej niedobór siarki może ograniczać plonowanie roślin. Nawożąc rośliny azotem, zastosowanie nawet niewielkich ilości siarki, wspomaga wykorzystanie azotu. Tak więc nawożenie roślin staje się bardziej efektywne. Dawka siarki w uprawie roślin siarkolubnych, np. rzepak, nie powinna jednak przekraczać 50 kg S/ha. Mikroskładniki Prawidłowy wzrost, rozwój i plonowanie roślin zależą od harmonijnego przebiegu procesów biochemicznych, jakie w nich zachodzą. Czynnikami hamującymi przebieg tych procesów i jednocześnie wpływającymi negatywnie na wielkość i jakość plonu mogą być niedobory składników pokarmowych, w tym mikroskładników. Do mikroskładników niezbędnych dla roślin w naszej strefie klimatycznej należą: bor (B), mangan (Mn), cynk (Zn), molibden (Mo) i miedź (Cu). Gleby w Polsce charakteryzują się niską zawartością tych pierwiastków, a wynika to głównie z przewagi gleb lekkich i kwaśnych, z niską zawartością materii organicznej. Mikropierwiastki w glebie Dostępność tych składników w glebie uzależniona jest wielu czynników, a mianowicie: odczynu gleby, stężenia pierwiastków w roztworze glebowym, wcześniej wspomnianej zawartości materii organicznej, temperatury czy wilgotności gleby. Decydujący wpływ na przyswajalność mikroskładników przez rośliny ma odczyn gleby. Cynk, miedź i mangan najlepiej przyswajalne są w środowisku kwaśnym, a na glebach silnie zakwaszonych mogą stać się toksyczne dla roślin. Ponadto im więcej materii organicznej (czyli wyższa zawartość próchnicy w glebie) tym gorsza przyswajalność cynku, miedzi i manganu dla roślin. Bor dostępny jest w glebach o odczynie lekko kwaśnym i obojętnym. Niedobory tego pierwiastka występują na w glebach kwaśnych, gdyż jest on wypłukiwany w głąb profilu glebowego. Ponadto bor nie akumuluje się w głębszych warstwach gleby i nie jest dostępny dla roślin nawet w późniejszych fazach rozwojowych, tak jak to jest w przypadku potasu lub magnezu. Z kolei w glebach zasadowych zawartość boru w glebie jest niska ponieważ na jego pobieranie działa antagonistyczny w stosunku do niego wapń. Objawy niedoboru tego pierwiastka zaobserwować można także podczas długo trwającej suszy. Molibden w glebach kwaśnych jest bardzo słabo przyswajalny, także wysokie temperatury i niedobór wody ograniczają jego dostępność dla roślin. Wapnowanie oraz nawożenie fosforem zwiększa przyswajalność tego składnika. Większa część mikropierwiastków, nawet w glebach zasobnych w te składniki, występuje w związkach niedostępnych dla roślin (tabela 17). Przyjmuje się, że formy dostępne stanowią % ogólnej ich zawartości w glebie. Tabela17. Zawartość i straty mikroskładników w glebach Polski Całkowita zawartość w glebie [mg/kg gleby] wyniesione z plonem Straty [g/ha] wymywanie Zasobność gleb w Polsce Bor ubogie (ok. 70%) Miedz Cynk brak danych Mangan brak danych Molibden 0,5 4 od kilku do kilkunastu g/ha Źródło: opracowanie własne na podstawie Hołubowicz-Kliza, Mikroskładniki w roślinach brak danych mady zasobne, gl. organiczne i lekkie ubogie gleby kwaśne zasobne wysoka zasobność w całym kraju 40% gleb o niskiej zasobności Mikroskładniki, pomimo tego że w roślinach występują w bardzo niewielkich ilościach (0,1 100 mg/kg suchej masy) pełnią niezmiernie ważne funkcje. Pierwiastki śladowe zaangażowane są w procesy aktywacji enzymów niezbędnych do przebiegu większości reakcji biochemicznych zachodzących w roślinach. Bez odpowiedniego poziomu mikroskładników w roślinach może nastąpić zahamowanie lub ograniczenie tempa tych procesów. Bor Największy niedobór boru wykazują gleby lekkie i bardzo lekkie. Im gleba cięższa tym zawartość boru ogółem i boru przyswajalnego jest większa. Ponadto bor jest łatwo wymywany z gleby (nie akumuluje się również w głębszych warstwach gleby)

19 Przyswajalność boru przez rośliny zależy od: odczynu gleby: bor jest najlepiej pobierany na glebach o uregulowanym odczynie, ph w zakresie od 5,5 do 6,5 na glebach kwaśnych i bardzo kwaśnych jego dostępność dla roślin jest ograniczona, ponadto jest łatwo wymywany ph powyżej 7,0 ogranicza możliwość pobierania pierwiastka, wapnowania gleb wapnowanie zmniejsza przyswajalność boru, co ważne jest np. w uprawie buraka cukrowego, roślin bobowatych (motylkowatych), które jednocześnie wymagają uregulowanego odczynu, czyli wapnowania i potrzebują do swego rozwoju dobrego zaopatrzenia w bor. zawartości materii organicznej (próchnicy) w glebie, zawartości wody w glebie, okresowy deficyt wody, np. gdy po mokrej zimie i sprzyjającej rozwojowi roślin wiośnie następuje dłuższy okres suszy, potasu i azotu pierwiastki te zwiększają zapotrzebowanie roślin w bor. Bor pobierany jest przez rośliny w formie kwasu borowego. Ilość pobranego składnika jest uzależniona od gatunku rośliny, jednak nie przekracza 100 g/ha. Składnik ten pobierany jest w trakcie całego sezonu wegetacyjnego. Szczególnie ważne jest zaopatrzenie roślin w ten składnik w początkowym okresie wzrostu oraz w trakcie różnicowania organów generatywnych. Najmniej boru potrzebują zboża, a najwięcej okopowe (buraki) i bobowate (lucerna, koniczyna). Zawartość tego pierwiastka maleje w miarę starzenia się rośliny. Jego rozmieszczenie w roślinie jest nierównomierne. Wyższe stężenie boru mają liście, przy czym w dolnych jest większe niż w górnych, słoma jest bardziej zasobna w bor niż ziarno, w dużych ilościach występuje także w kwiatostanie. W województwie opolskim 75% gleb ma niską zasobność, a pozostałe 25% średnią zasobność w bor przyswajalny (badania przeprowadzone przez Stacje Chemiczno Rolnicze w latach ). Nie ma więc gleb, na których niedobór boru nie ograniczałby wzrostu i rozwoju roślin. Niedobór boru powoduje zamieranie stożków wzrostu, deformację, kruchość najmłodszych liści i słabe zawiązywanie kwiatów. U roślin starszych widoczne jest usychanie liści i łodyg oraz białe lub żółte zlewające się plamki. Niedobór tego składnika powoduje między innymi suchą zgniliznę liści sercowych buraka oraz opadanie kwiatów u rzepaku. Nadmiar objawia się brązowieniem brzegów blaszki liściowej. Nadmiar boru źle znoszą zboża i soja. jest nierównomierne. U zbóż i traw największe stężenie miedzi jest w korzeniach oraz ziarnie, natomiast u roślin okopowych w liściach. Niedobór miedzi pogłębia niekorzystne działanie kwaśnego odczynu gleby oraz niskich temperatur, zwiększa także podatność roślin na inwazje chorób. Charakterystyczne objawem niedoboru Cu u zbóż jest bielenie młodych liści i słabe wypełnienie ziarniaków. U innych roślin można także zaobserwować zniekształcone blaszki liściowe, opóźnienie kłoszenia, nekrotyczne plamy na liściach, deformacje i słabe wykształcenie kwiatostanów. Zazwyczaj objawy niedoboru miedzi są niezauważalne, gdyż często towarzyszy im niedobór manganu, którego objawy są bardzo podobne. Nadmiar można rozpoznać poprzez woskowy połysk liści, ciemnozielone lub niebieskozielone ich zabarwienie oraz zahamowany wzrost korzeni. Cynk pobierany jest w formie jonów Zn 2+ lub chelatów przez korzenie i liście w trakcie całej wegetacji. Duże ilości tego składnika pobierają buraki, ziemniaki, gorczyca i łubin żółty. Stężenie pierwiastka w różnych częściach rośliny jest zróżnicowane i obniża się w trakcie rozwoju. Jest niezbędnym mikroskładnikiem dla kukurydzy i pszenicy, wrażliwy na jego niedobór jest także chmiel. Miedź pobierana jest w postaci jonów Cu 2+ lub chelatów przez cały okres wegetacji, zarówno przez korzenie jak i liście. Jednakże we wcześniejszych stadiach rozwojowych pobieranie tego pierwiastka przebiega znacznie szybciej. Miedź jest szczególnie ważna w uprawie zbóż, kukurydzy, ziemniaków, roślin bobowatych, słonecznika i traw. Podobnie jak pozostałych mikroskładników rozmieszczenie tego pierwiastka w roślinie Niedobór fosforu (antocyjanowe przebarwienia) i cynku (chloroza najmłodszych liści) u kukurydzy 36 37

20 Niedobór powoduje redukcję powierzchni blaszek liściowych i jasnozielone przebarwienia starszych liści. U kukurydzy charakterystycznym symptomem braku tego składnika są białe pasy po obu stronach głównego nerwu liścia. Nadmiar powoduje słabszy wzrost roślin, osłabienie systemu korzeniowego, chlorozę i pomarszczenie młodych liści, a także zwijanie sie liści starszych. Mangan Pierwiastek ten pobierany jest zarówno przez korzenie, jak i liście. Najintensywniej przed kwitnieniem, dlatego rośliny we wczesnych fazach rozwojowych są najbogatsze w ten składnik, a wraz ze wzrostem jego wartość maleje. Najwięcej manganu gromadzi się w liściach. Duże ilości tego pierwiastka zawierają ziemniaki, buraki, tytoń i chmiel. Niedobór tego składnika powoduje zahamowanie wzrostu, spadek zdrowotności roślin, chlorozy młodych liści, pasiastość i łamliwość liści u jednoliściennych. Nadmiar natomiast objawia się żółtymi, brunatniejącymi nekrotycznymi plamami na brzegach lub całych liściach oraz późno występującą chlorozą. Molibden W glebach zawartość przyswajalnego molibdenu jest bardzo niska. Składnik ten pobierany jest zarówno przez korzenie jak i liście przez cały okres wegetacji, jednakże intensywność jego przyswajania jest znacznie większa we wcześniejszych fazach rozwojowych. Molibden jest bardzo ważny w uprawach rzepaku, roślin bobowatych i warzyw. Niedobór tego składnika powoduje spadek odporności na suszę, wymarzanie i choroby, osłabienie wzrostu, spadek zawartości białka w roślinach oraz wzrost zawartości azotanów. Charakterystycznymi objawami niedoboru jest żółknięcie, deformacje i zamieranie liści, obumieranie stożków wzrostu, opadanie i niedorozwój kwiatów oraz słaby wzrost korzeni. Nadmiar molibdenu szkodliwy jest wyłącznie dla zwierząt, a nie dla samych roślin. Nawożenie mikroskładnikami Zapotrzebowanie roślin na poszczególne mikroskładniki jest uwarunkowane genetycznie. Rośliny wykazują różną wrażliwość na ich niedobory (tabela 18). Nawożenie powinno być skierowane pod rośliny, które wykazują największą wrażliwość na ich deficyt. Tabela 18. Wrażliwość roślin uprawnych na niedobór mikroskładników Roślina Mikroskładniki Fe Mn Zn Cu B Pszenica Jęczmień Owies Kukurydza Rzepak Burak cukrowy Ziemniak Groch wrażliwość bardzo niska 2 wrażliwość mała, niedobory ujawniają się rzadko 3 wrażliwość duża, średnia reakcja rośliny na niedobór składnika, objawy niedoboru niewidoczne (utajone) 4 wrażliwość bardzo duża, silna reakcja rośliny na niedobór składnika, widoczne objawy niedoboru Źródło: Grzebisz W Doglebowo mikroskładniki można stosować łącznie z makroskładnikami stosując nawozy wieloskładnikowe. Nawóz doglebowo najlepiej stosować przedsiewnie, mieszając go z cm warstwą gleby. Dobrym źródłem mikroskładników jest także obornik, jednak ich zawartość zależy od gatunku zwierząt. Najmniej mikroskładników jest w oborniku od koni (wyjątek stanowi kobalt). Pełna dawka obornika może pokryć potrzeby roślin względem miedzi i cynku, nie pokrywa jednak potrzeb roślin względem boru. Z dawką 30 t/ha obornika wprowadza się tylko około 150 g boru, którego wykorzystanie przez rośliny jest niewielkie. Poza tym nawożenie obornikiem to same korzyści dostarcza roślinie zarówno mikro, jak i makroskładników oraz poprawia żyzność gleby. W praktyce rolniczej często jako metodę dostarczania roślinom brakujących mikroskładników stosuje się dokarmianie dolistne. Działanie płynnych nawozów jedno lub wieloskładnikowych jest bardzo szybkie, a dawki są mniejsze niż w wypadku nawożenia doglebowego. Zaletą tego nawożenia jest natychmiastowe dostarczenie roślinom brakujących składników pokarmowych. Pod względem plonotwórczym najbardziej efektywne jest dokarmianie w okresach intensywnego tworzenia się biomasy i organów generatywnych

21 Przy niskiej zawartości molibdenu i manganu najskuteczniejsze jest nawożenie dolistne, gdyż nawożenie doglebowe tymi pierwiastkami jest mało skuteczne i w dużej mierze zależy od odczynu gleby. W przypadku boru i miedzi skuteczniejsze jest nawożenie doglebowe. Należy pamiętać również o tym, że mikroskładniki potrzebne są roślinie od samego początku wegetacji, a nie tylko w okresie jej największego zapotrzebowania. Nawożenie dolistne nie wzbogaca gleby w brakujący składniki, tylko zapewnia roślinom jednorazowe odżywienie w czasie wegetacji. Stosowanie mikropierwiastków często daje opłacalną zwyżkę plonowania, a także poprawę jakości produktów roślinnych. Jednak warunkiem koniecznym do uzyskania pożądanego efektu jest uregulowany odczyn gleby i zaopatrzenie roślin w podstawowe makroskładniki, czyli azot, fosfor, potas i magnez. MIKROORGANIZMY GLEBOWE Większość z nas nie zdaje sobie sprawy z tego, że gleba znajdująca się pod naszymi stopami to olbrzymia skarbnica życia. Znajdują się w niej różne formy życia począwszy od bakterii i grzybów po owady, dżdżownice i krety, które są źródłem niezmierzonych korzyści dla życia na Ziemi. Cała ta bogata bioróżnorodność odgrywa kluczową rolę w łagodzeniu zmian klimatycznych, magazynowaniu i oczyszczaniu wody, a także zapobieganiu erozji. Od procesów jakie zachodzą w glebie zależą dobre warunki bytowania wszystkich roślin i zwierząt lądowych. Ta naturalna fabryka biologiczna zabezpiecza rośliny w składniki odżywcze, a przy dominacji mikroflory pożytecznej, chroni je przed dostępem mikroorganizmów chorobotwórczych. Mrówki napowietrzają glebę zwiększając jej porowatość Człowiek od niepamiętnych czasów wykorzystywał działalność mikroorganizmów w różnych dziedzinach swojego życia nie wiedząc nawet o ich istnieniu. Bioróżnorodność gleby jest jednak stale zagrożona, w znacznym stopniu przez działalność człowieka. Zatem to na nas spoczywa odpowiedzialność za zachowanie jakości gleby, zanim żyjące w niej gatunki oraz ich środowisko zostaną utracone. Obecnie rolnik zachęcany nowoczesnymi technologiami zwiększającymi plony roślin coraz bardziej chemizuje (nawet do kilkudziesięciu zabiegów w ciągu sezonu) swoje pola i uprawy. Im częściej to robi tym bardziej zubaża życie biologiczne gleby. Wiele związków chemicznych wnoszonych do gleby trudno ulega biodegradacji, co powoduje zachwianie równowagi ekosystemu, a w konsekwencji do zmniejszenia populacji pożytecznej mikroflory glebowej. Kolejnym problemem jest monokultura upraw, dodatkowo oparta na chemicznych technologiach. Uprawianie rośliny jednego gatunku przez kilka lat na tym samym stanowisku wsparte sztucznym nawożeniem i zabiegami chemicznymi niekorzystnie wpływa na środowisko i stan gleby. Powoduje to powstawanie zjawiska określanego mianem zmęczenia gleby, które obniżają jej produktywność i urodzajność. W takich glebach szybko ubożeje mikroflora, a zwiększa się obecność substancji toksycznych, nie tylko wobec roślin. Takie postępowanie nie pozostaje bez wpływu na środowisko, plony oraz na zdrowie człowieka i jego przyszłych pokoleń. Mikroorganizmy zamieszkujące glebę W glebie żyją niezliczone ilości mikroorganizmów, które nieustannie przemieniają substancje organiczne w postać dostępną dla roślin, hamują gnicie i proces degradacji gleby. Inicjują korzystne dla roślin procesy przemiany materii, udostępniając korzeniom roślin przeróżne substancje pokarmowe z form dotychczas nieprzyswajalnych. Istnieje więc ścisła współzależność miedzy glebą, mikroorganizmami, a roślinami. Mikroorganizmy wytwarzają także enzymy i hormony, które wchłaniane są przez rośliny. Dlatego niezwykle ważne jest zapewnienie wystarczającej liczby mikroorganizmów w glebie, aby te procesy przebiegały w sposób naturalny, a gleba mogła zapewniać odpowiednie warunki do rozwoju roślin. Przestrzeganie zasad poprawnej agrotechniki i zwiększanie bioróżnorodności środowiska glebowego sprzyja akumulacji substancji organicznej. Substancja organiczna decyduje o właściwościach fizycznych i chemicznych gleb kreując ich żyzność i produktywność. Mikroorganizmy stanowią podstawowy czynnik powodujący zmianę właściwości gleb oraz wpływają na ich urodzajność. Plonowanie roślin uprawnych zależy od właściwości gleby. Tylko gleby wykazujące dobre właściwości fizyczne i chemiczne oraz dużą aktywność organizmów glebowych mogą stworzyć odpowiednie warunki roślinom do wydania wysokich plonów. Rolnik użytkownik gruntów ma duży wpływ na glebę oraz jej życie biologiczne. Zawartość materii organicznej w glebie zależy w dużej mierze od uprawy roli (system orkowy, bezorkowy), zmianowania oraz nawożenia zwłaszcza 40 41

22 organicznego. Należy również pamiętać, iż podstawowym źródłem materii organicznej w glebie jest obornik, słoma, uprawa międzyplonów z przeznaczeniem na zielony nawóz oraz stosowanie właściwych płodozmianów. Jeśli pozbawimy glebę tego, czego potrzebuje a dzieje się tak wskutek działalności człowieka osłabi się różnorodność biologiczną gleby i jej zdolność do pracy zostanie zachwiana. Gleba jest bezsprzecznie jednym z najważniejszych, niestety często zaniedbanych zasobów naturalnych. Jest podstawą życia na Ziemi, ponieważ odżywia rośliny, które zapewniają pokarm zwierzętom i ludziom oraz dostarczają im tlen. Około 25 % istniejących na Ziemi gatunków żyje w glebie. Ekosystemy Ekosystemy pełnią bardzo ważną rolę w oczyszczaniu wody i recyklingu pierwiastków, zaś zmiany w żyzności gleby wywołanie przede wszystkim destrukcyjną działalnością człowieka jest dużym zagrożeniem dla ich prawidłowego funkcjonowania. Utrata bioróżnorodności biologicznej osłabia zdolność ekosystemów do radzenia sobie m.in. z klęskami żywiołowymi powodzie, susze, huragany, a także ze szkodami spowodowanymi przez człowieka takimi jak zanieczyszczenie i zmiany klimatu. Słoma jest cennym źródłem próchnicy, przy czym aby mogła być szybko zmineralizowana należy ją rozdrobnić, rozrzucić równomiernie po polu i wymieszać z glebą. Niewłaściwie pocięta i źle przykryta powoduje nadmierne rozluźnienie gleby, co doprowadza do przerwania podsiąkania wody gruntowej i nadmiernego przesuszenia. ZMIANY ZACHODZĄCE W ROLNICTWIE Rolnictwo często postrzegane jest jako jedno z głównych zagrożeń bioróżnorodności. Masowe upraszczanie struktury zasiewów w celu zwiększenia możliwości produkcyjnych gospodarstwa, powoduje stopniową degradację gleby. Usuwanie miedz, zadrzewień śródpolnych, mokradeł czy środowisk trawiastych, w celu tworzenie wielkoobszarowych pól, które łatwo jest uprawiać maszynowo, powoduje ubożenie bioróżnorodności. Upraszczanie krajobrazu, podobnie jak zabiegi agrotechniczne, eliminują wiele gatunków zwierząt. Ważna jest bioróżnorodność Zdrowa różnorodność biologiczna gleby jest podstawowym warunkiem do utrzymania i zapewnienia żyzności gleby, a co za tym idzie potencjału produkcji żywności. Zmiana użytkowania gruntów Działalność człowieka niekorzystnie wpływała i wpływa na bioróżnorodność, szczególnie odkąd rolnictwo stało się podstawowym sposobem produkcji żywności. Przez niewłaściwe wykorzystywanie środowiska doprowadziliśmy do degradacji gleby, wody i szaty roślinnej. Jednym z najważniejszych przekształceń spowodowanych przez człowieka jest przekształcenie ekosystemów stabilnych tj. lasy, pastwiska czy zbiorniki wodne w ekosystemy niestabilne np. pola uprawne czy tereny zabudowane. Takie zmiany niekorzystnie wpływają na funkcjonowanie ekosystemów i bioróżnorodność. Różne typy gleb odbiegają od siebie pod względem poziomu zróżnicowania biologicznego pastwiska i łąki charakteryzują się większym zróżnicowaniem niż gleby leśne, uprawne czy też miejskie. Aby umożliwić glebie prawidłowy rozwój należy nauczyć się gospodarować każdym typem gleby w zrównoważony sposób. łąki i pastwiska sprzyjają wysokiemu zagęszczeniu nicieni, mikrostawonogów oraz licznym gromadom dżdżownic lasy charakteryzują się rozległym systemem korzeniowym oraz warstwami ściółki, które są schronieniem wysoko urozmaiconych grup organizmów glebowych, pola uprawne ze względu na dużą ingerencję człowieka (poprzez regularną, głęboką orkę, używanie chemicznych nawozów i pestycydów, usuwanie z pól resztek po zbiorach oraz niedostateczne przetwarzanie materii organicznej, takiej jak obornik i kompost) pozbawia glebę pożywienia oraz dobrych warunków pracy dla organizmów glebowych, tereny miejskie rozwijają się bardzo szybko, a różnorodność biologiczna musi zmagać się nie tylko z uszczelnianiem gleby i kompakcją, ale również z zanieczyszczeniem powietrza, skażeniem metalami ciężkimi oraz podwyższoną temperaturą. Do tego należy dodać używanie środków chemicznych i ograniczoną warstwę odpadów organicznych w ogrodach i parkach niezbędnych do ich prawidłowego rozwoju

23 Zmiany klimatu i ich wpływ na życie biologiczne na ziemi Szczególnie duży wpływ na bioróżnorodność glebową wywiera wzrost temperatury. Wyższe temperatury mogą wpływać na szybszy rozkład materii organicznej w glebie i w ten sposób prowadzić do przyśpieszonego wydalania dwutlenku węgla do atmosfery, a to z kolei może doprowadzić do kolejnych wzrostów temperatury. Wahania temperatur oraz opadów również mogą wpływać na strukturę gleby i jej kwasowość. To z kolei zmieni jej zdolność do wchłaniania i magazynowania wody oraz zapewniania warunków bytowych organizmom zamieszkującym glebę. Przy długim utrzymywaniu się wody na powierzchni pola (powyżej 48 godz.) gleba umiera. Zaczynają w niej zachodzić procesy beztlenowe. uprawne zubaża zasoby węgla w glebie o %. Nieprawidłowe nawodnienie czy usunięcie biomasy z pola może ogołocić glebę ze składników odżywczych i zaburzyć proces recyklingu i uzupełniania materii organicznej, która pozwala mikroorganizmom glebowym pracować. Z badań Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach wynika, że w ostatnich 30 latach zawartość próchnicy w glebie spadła aż o 40 %. Wpływa na to produkcja bezinwentarzowa, która powoduje, że nawożenie ziemi odbywa się sztucznie zamiast w sposób naturalny. Ponadto na zubożenie gleby z materii organicznej wpływa zbiór słomy i jej sprzedaż, a także zmianowanie w którym wprawia się rośliny, które zubażają glebę w próchnicę. Zasolenie czyli nagromadzenie w glebie rozpuszczalnych w wodzie soli. Są to głównie sole potasu, magnezu, wapnia, chloru, sodu, siarczany, węglany. Najsilniej oddziałującymi czynnikami będącymi skutkiem działalności człowieka są: użytkowanie gruntów, systemy gospodarki rolnej, gospodarowanie gruntami i degradacja gruntów. Zarówno nieodpowiednie praktyki nawadniania (takie jak stosowanie do nawadniania wody o wysokiej zawartości soli), jak i niedostateczne odwodnienie powodują zasolenie. Nadmiar sodu niszczy strukturę gleby, która traci zdolność do podtrzymywania zarówno wzrostu roślin, jak i życia zwierząt ze względu na brak tlenu. Kompakcja gleby spowodowana jest zarówno naturalnymi jak i ludzkimi działaniami. Główną przyczyną kompakcji gleby jest używanie ciężkich maszyn rolniczych na gruntach podmokłych. Powoduje to wyciskanie powietrza z gleby, niszcząc przy tym sieć tuneli i porów wykorzystywanych m.in. przez dżdżownice oraz uniemożliwiając przenikanie wody. Zjawisko to ogranicza dostępność pożywienia oraz zagraża wszystkim podziemnym siedliskom. Wiele rodzajów organizmów glebowych, np. bakterie, żyjące w wypełnionych wodą porach gleby, oraz dżdżownice, jest niezmiernie wrażliwych na dostępność wody. Zmiany systemu klimatycznego wpływają na niektóre gatunki bardziej niż na inne, co może nadwyrężyć zdolność gleby do kontrolowania ilości szkodników. Mogą nimi być bakterie, grzyby, nicienie, owady oraz inwazyjne, egzotyczne rośliny, mikroby oraz bezkręgowce. Wyższe temperatury z reguły przyczyniają się do rozwoju przyspieszenia rozwoju populacji owadów. Wpływ człowieka na niszczenie środowiska glebowego Erozja jest jednym z procesów degradacji fizycznej gleby. Jest to proces naturalny, jednak jej tempo jest znacznie zwiększane przez działalność człowieka m.in.: wycinanie lasów (pozbawienie ochrony przed wiatrem i wymywaniem przez deszcze), nadmiernej eksploatacji pastwisk, pożarów lasów oraz prac budowlanych. Zubożenie materii organicznej równoznaczne jest z zagłodzeniem wszystkim podziemnych organizmów. Przekształcenie ekosystemu stabilnego np. lasu w pole Zniszczona struktura gleby w wyniku pracy ciężkich maszyn rolniczych 44 45

24 Uszczelnianie wywołane jest rozwojem infrastruktury i zabudowy miejskiej, polega na pokrywaniu jej powierzchni nieprzepuszczalnym materiałem np. betonem, asfaltem, kostką przy budowie dróg, mieszkań i obiektów przemysłowych. Zjawisko to powoduje śmierć większości organizmów glebowych oraz może przyczyniać się do lokalnych podtopień i erozji, ponieważ przesunięte zostają pokłady wód gruntowych. Pustynnienie powstaje w wyniku zbyt intensywnej erozji (wodnej i wietrznej) bądź zasolenia, lub obu tych czynników. Jest dużym zagrożeniem dla gleb o niskiej zawartości materii organicznej. Pustynnienie odbywa się etapami uszkodzenie warstwy ornej oraz negatywny wpływ na różne gatunki flory i fauny odbywa się najszybciej. Następnie wraz z pogłębiającą się erozją warstwy ornej osłabia się zdolność do przywrócenia jej wydajności, prowadząc do całkowitego wyjałowienia terenu. Inne zagrożenia Chemikalia (głównie pestycydy) mogą oddziaływać na organizmy glebowe wpływając na ich możliwości reprodukcyjne i zdolności przetrwania lub skażając ich źródło pokarmu oraz siedliska. Środki chemiczne działają na wszystkie gatunki organizmów glebowych, jednak w różny sposób. Niektóre z nich mogą rozwijać swoją odporność na toksyny lub nawet wykształcić umiejętność przerabiania ich na mniej toksyczne związki. Dla innych zaś są bardzo trujące nawet w niskim stężeniu np. dżdżownic. Organizmy modyfikowane genetycznie mogą wpływać na bioróżnorodność glebową, a nawet przyczyniać się do wykształcenia genetycznej odporności u niektórych gatunków szkodników. Mogą także wpływać na strukturę i skuteczność bakterii glebowych oraz zakłócać zdolność gleby do rozkładania materii organicznej. Gatunki inwazyjne są groźne dla rodzimej bioróżnorodności. mogą być konkurentami o składniki pokarmowe, wodę, światło, drapieżcami, pasożytami, mogą również roznosić choroby. Ich działalność może powodować zarówno środowiskowe jak i ekonomiczne szkody, albo niekorzystnie wpływać na zdrowie ludzkie. Są jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla bioróżnorodności. pewnych schematów, które nie uwzględniają zasobności gleby. W oznaczaniu potrzeb nawozowych, należy brać pod uwagę nie tylko wymagania pokarmowe rośliny, ale również stan gleby, która jest buforem pochłaniającym składniki pokarmowe (także te dostarczane z nawozami) i umożliwiającym roślinom ich pobieranie w zależności od potrzeb. Racjonalne nawożenie, które umożliwia uzyskiwanie wysokich plonów jest możliwe tylko na podstawie określenia ph, aktualnej zasobności gleby w fosfor, potas i magnez oraz głównych mikroskładników. Wszystkie te informacje uzyskamy wykonując analizę chemiczną gleby. Próbki gleby do analiz pobieramy w okresie pożniwnym (pod warunkiem, że gleba nie była świeżo nawożona) lub wiosną. Zawartość azotu mineralnego w glebie jest zagadnieniem odrębnym i próby do analizy pobieramy w okresie tuż przed wiosennym wznowieniu wegetacji. W celu ustalenia I dawki azotu glebę do analizy pobieramy z dwóch poziomów: 0-30cm i cm. Właściwości gleby są zmienne nawet w obrębie niewielkiego pola, dlatego bardzo duże znaczenie ma sposób pobierania próbek do analiz. Niepoprawne pobranie próbek może być źródłem poważnych błędów. Jeżeli pobrana próba nie będzie reprezentować naszego pola, postawimy błędną diagnozę i ustalimy niewłaściwe nawożenie. Przede wszystkim należy pamiętać, że próbka musi być reprezentatywna. Aby ten warunek został spełniony należy postępować według ściśle określonych zasad. ANALIZA GLEBY PODSTAWĄ NAWOŻENIA Prawidłowe nawożenie powinno uwzględniać: zakładany plon, ilość składników potrzebnych roślinie, ilość składników zawartych w glebie oraz ilość składników, które musimy uzupełnić. Taka analiza to podstawa w każdym gospodarstwie. Warto również poznać przynajmniej raz na kilka lat wykonać bardziej szczegółową analizę gleby uwzględniającą zasobność w mikroskładniki oraz % zawartość próchnicy w glebie. Potrzeby roślin można zaspokoić poprzez właściwe nawożenie, które decyduje o jakości i możliwościach plonotwórczych danej uprawy. Jednak bardzo często rośliny nawożone są w sposób nieprawidłowy. Dzieje się tak dlatego, że nawozi się je według 46 47

25 Instrukcja pobierania próbek glebowych (opracowana na podstawie PN-R-04031:1997) 1. Próbka (ogólna uśredniona) powinna reprezentować obszar użytku o zbliżonych warunkach przyrodniczych (typ, rodzaj, gatunek gleby, ukształtowanie terenu) i agrotechnicznych (przedplon, uprawa, nawożenie). 2. Powierzchnia użytku przypadająca na próbkę ogólną nie może przekraczać 2 ha dla gospodarstw indywidualnych i 4 ha dla gospodarstw wielkoobszarowych. 3. Próbka ogólna powinna ważyć około 0,5 kg. 4. Aby sporządzić próbkę ogólną należy pobrać co najmniej próbek pojedynczych równomiernie z pola, które próbka ogólna ma reprezentować, wg schematu: 5. Próbki pojedyncze pobiera się laską glebową z wierzchniej warstwy gleby 0 20 cm, kolejno wykonując czynności: w miejscu pobrania próbki pojedynczej rolę świeżo zaoraną przydeptać, laskę ustawić pionowo do powierzchni gleby, wcisnąć laskę do oporu (na wysokość poprzeczki ograniczającej), wykonać pełny obrót i wyjąć laskę, zawartość wgłębienia (zasobnika) laski przenieść do pojemnika, po pobraniu wszystkich próbek pojedynczych całość dokładnie wymieszać i przesypać do woreczka lub pudełka opisując próbę i przesłać do laboratorium. 6. Dopuszcza się również pobieranie próbek szpadlem: odkroić szpadlem z głębokości 20 cm pionowy płat gleby grubości 1 2 cm. Z całej wysokości z części środkowej szpadla zebrać wycinek gleby. Próbka ogólna powinna się składać z próbek pojedynczych, które należy wymieszać, wydzielić 0,5 kg, przesypać do pudełka lub woreczka. 7. Próbek nie należy pobierać: na obrzeżach pola (do 5 m), w miejscach po stogach i kopcach, w rowach, bruzdach, kretowiskach i żwirowiskach, w zagłębieniach i ostrych wzniesieniach terenu (w razie potrzeby z tych miejsc pobrać dodatkowe próby). 8. Należy unikać pobierania prób bezpośrednio po zastosowaniu nawożenia mineralnego i organicznego oraz w okresie nadmiernej suszy lub wilgotności gleby. 9. Do laboratorium najlepiej dostarczyć próbę świeżą, bezpośrednio pobraną z pola, jeżeli to nie jest możliwe, wysuszyć w temperaturze pokojowej w pomieszczeniu wolnym od zanieczyszczeń pyłowych. Oprócz analiz chemicznych można zbadać glebę samemu. Taka ocena gleby jest bardzo łatwa, a koszty praktycznie żadne. Poniżej przedstawiono kilka metod jak wykonać analizę gleby w warunkach domowych i polowych wraz z ich interpretacją i dokumentacją fotograficzną. Jak przeprowadzić analizę gleby? Metody polowe: a) Ocena sprawności roli próba szpadlowa Próba szpadlowa polega na wykonaniu odkrywki z co najmniej jedną pionową ścianką. Do tego celu używa się mocnej, płaskiej i prostokątnej łopaty, którą wciska się w glebę do całkowitego zagłębienia się w roli. Aby wydobyć próbkę w stanie nienaruszonym należy przechylić delikatnie łopatę jednocześnie przytrzymując próbkę ręką. Blok gleby powinien być reprezentatywny dla wybranego miejsca na polu. Bryła profilu nie powinna być zbyt duża i ciężka, gdyż łatwo może ulec przełamaniu podczas wyjmowania. Grubość plastra powinna wynosić: na glebach zwięzłych około 10 cm, na glebach luźnych 15 cm. Maksymalna grubość nie powinna nigdy przekraczać 20 cm. Taki blok glebowy jest bardzo cennym źródłem informacji. Możemy go analizować w 3 kategoriach: 1- struktura makroskopowa profilu, aż do warstwy podornej (gatunek gleby, zawartość kamieni, uwarstwienie, poziomy glebowe, barwa informująca o zawartości próchnicy); 2- cechy charakteryzujące sprawność gleby (gruzełki, mikrostruktura, brodawki korzeniowe); 3- korzenie i zwierzęta glebowe. Po charakterystycznym rozpadzie gleby oraz istniejącym stanie struktury można rozpoznać ewentualne zagęszczenie roli

26 Brak zagęszczonych miejsc Słabe zagęszczenie Średnie zagęszczeni Silne zagęszczenie Podeszwa płużna Tabela 19. Ocena stanu struktury roli Gleba rozpada się na gruzełki Gleba rozpada się na małe kanciaste lub obłe grudki Gleba rozpada się na ostrokanciaste bryłki Gleba rozpada się na ostrokanciaste bryłki i grudki (warstwa wierzchnia) lub na płytkowate części (warstwa głębsza) Dolna granica warstwy uprawnej jest silnie zbita i posiada strukturę płytkowatą Oprócz samego materiału glebowego powinno nas interesować także uwarstwienie gleby. Szczególną uwagę zwraca się na warstwę próchniczną, która ma bardzo duże znaczenie dla uprawy roślin. To w niej zalega największa masa korzeni oraz najintensywniej pobierana jest woda i składniki pokarmowe. Sprawność roli można prześledzić także na podstawie wyglądu wymieszanych z glebą nadziemnych resztek roślin. Resztki te w ciepłej porze roku oraz sprawnej glebie, ulegają rozkładowi w ciągu 3 4 tygodni. Dłuższy rozkład (3-4 miesiące) trwa tylko wówczas, gdy warstwy materiału organicznego są za grube. Przyorane po żniwach resztki roślin w końcu października powinny już być ciemno brązowe, a wiosną powinny się łatwo rozpadać. Kolejną istotną cechą sprawnej gleby jest zjawisko powstawania brodawek korzeniowych u roślin bobowatych, w których żyją bakterie wiążące azot. Brodawki te tworzą się tylko wtedy, gdy gleba zawiera wystarczającą ilość tlenu oraz posiada odpowiednią sprawność w warstwie otaczającej korzenie. Korzenie pokryte brodawkami od góry do dołu, informują o tym, że powstawanie sprawności gleby przebiega równomiernie, natomiast miejsca na korzeniach pozbawione brodawek wskazują, że gleba w tym miejscu jest niesprawna. Profil glebowy z widocznymi korzeniami roślin Uprawa roślin bobowatych w warunkach dobrej struktury gleby widoczne brodawki korzeniowe na korzeniach soi 50 51

27 Następnie należy przyjrzeć się korzeniom rośliny uprawnej, a także chwastów. W związku z tym próbka gleby powinna być pobrana w miejscu, gdzie rosną zarówno jedne, jak i drugie. Im bardziej rozgałęziony i głębszy system korzeniowy, tym większy jest potencjał produkcyjny roślin, a tym samym większy plon. Korzenie powinny rozrastać się bez skrętów (z góry w dół i na boki) oraz równomiernie się rozgałęziać. Wydajność korzeni zależy głównie od ich powierzchni im grubsze, tym mniejsza jest ich wydajność. Korzenie pozaginane wskazują na omijanie twardych elementów gleby. W takim przypadku gleba nie jest gruzełkowata, lecz składa się z twardych elementów i agregatów. W krańcowych sytuacjach może także dojść do poziomego zagięcia wszystkich korzeni, co oznacza występowanie warstw nieprzepuszczalnych. Gleba znajdująca się pod takimi warstwami jest bezwartościowa z punktu widzenia wydajności roślin. Obserwując próbkę zwróćmy uwagę na aktywność większych zwierząt glebowych. Szczególnie ważna jest aktywność dżdżownic. Ich korytarze, zarówno stare, jak i nowe, powinny być równomiernie rozmieszczone w profilu glebowym. Organizmy te preferują stanowiska żyzne i próchniczne. Najlepiej bytują w wilgotnych glebach średniozwięzłych, o ph zbliżonym do obojętnego. Niesprzyjające warunki do ich funkcjonowania panują w glebach zakwaszonych oraz o skrajnych warunkach wilgotnościowych (za suche lub zbyt mokre). Gdy stwierdzimy brak zarówno korzeni jak i śladów bytowania dżdżownic, warto pomyśleć o uprawie głęboko korzeniących się roślin (jako nawozy zielone), aby wzbogacić glebę w materię organiczną. Niezwykle istotne znaczenie przy odkrywce ma także poznanie głębokości zalegania wody gruntowej. To cenna informacja, pozwalająca na właściwy dobór gatunków roślin. Na zakończenie oceny gleby unosimy szpadel do góry i szybkim ruchem zrzucamy blok gleby pionowo na ziemię. Próba ta pokazuje zwartość (dzięki przerośnięciu korzeniami roślin) wierzchniej warstwy gleby złożonej najczęściej z bardzo drobnych gruzełków oraz, w zależności od stanu gleby, strukturę dalszych warstw gleby: gruzełkowatą lub zbryloną, czasami również w postaci jednej zwartej bryły. Metody domowe: b) Stabilizacja agregatów i próchnicy Metoda: zmętnienie/zabarwienie Potrzebne materiały: szklane naczynie, woda destylowana, dokumentacja (zegar, aparat fotograficzny, tabela) Wykonanie: drobno rozkruszyć glebę i wsypać do szklanego naczynia (ok. 1/3 naczynia) Dżdżownice pomagają napowietrzać glebę i pozwalają wodzie wsiąkać w głąb profilu glebowego dolać wodę destylowaną do 1 cm poniżej brzegu naczynia 52 53

28 Tabela 20. Analiza zmętnienia (bez uwzględnienia cech tekstury glebowej) potrząsać przez 1-3 minutę i odstawić Ocena 1 Stabilne agregaty 2 Głównie stabilne agregaty 3 Umiarkowana stabilność agregatów 4 Niestabilność agregatów Przyczyna Utrwalanie agregatów glebowych przez działalność mikroorganizmów Utrwalanie agregatów glebowych przez działalność mikroorganizmów Nagłe przenawożenie, zakwaszenie, zmniejszona aktywność biologiczna Zakwaszenie, zmniejszona aktywność biologiczna Zamulenie Brak powietrza Erozja Brak wiązania agregatów Silne zakwaszenie po 6-8 godzinach ocenić zmętnienie i zabarwienie Zabarwienie Zabarwienie Tabela 21. Ocena zabarwienia Ocena Przyczyna Mikroorganizmy Tylko stabilne części organicznych substancji Głównie stabilne części organicznych substancji Wyraźnie widoczne części rozpuszczalnych substancji organicznych Wysoka zawartość substancji organicznych, rozkład i przemiana zakłócona Bardzo wysokie zawartości rozpuszczalnych związków organicznych, rozkład i przemiana zakłócona Optymalne warunki środowiskowe dla aktywności biologicznej Głównie optymalne warunki środowiskowe dla aktywności biologicznej Przejściowe optymalne warunki środowiskowe dla aktywności biologicznej Suboptymalne warunki: wilgotny/suchy kwaśny/zasadowy zimny/ciepły nadwyżka/niedobór Ekstremalne warunki: wilgotny/suchy kwaśny/zasadowy zimny/ciepły nadwyżka/niedobór Wysoka witalność bakterii Średnia witalność bakterii Aktywność nagle silnie ograniczona Wzrost grzybów, ograniczenie bakterii Grzyby/ specjalistyczne bakterie 54 55

29 c) Wartość ph Metoda: ph wody z ph papieru ph soli neutralnych z roztworem wskaźnikowym (Model Helliga) Materiały: naczynie szklane woda destylowana pasek kontrolny ph kwasomierz glebowy ph-metr z płynem Helliga Wykonanie ph wody: drobno skruszyć glebę i wsypać do szklanego naczynia dolać wodę destylowaną do około 2,5-krotnej ilości gleby potrząsać przez 1-3 minuty i odstawić włożyć pasek kontrolny i odczytać ph Wykonanie ph soli neutralnej: drobno skruszyć glebę i wsypać do otworu kwasomierza glebowego dolać roztworu wskaźnikowego i wymieszać pozostawić na 2-3 minuty pochylić lekko kwasomierz, aby nagromadzona ciecz miała możliwość spływu odczytać ph Tabela 22. Analiza wartości ph ph Opis Analiza ph wody > 7,5 zasadowy Aktywność biologiczna ograniczona 7,5 6,5 neutralny Optimal 6,5 5,5 lekko kwaśny 5,5 4,5 mocno kwaśny < 4,5 b. mocno kwaśny Aktywność biologiczna ograniczona Aktywność biologiczna mocno ograniczona Praktycznie brak aktywności biologicznej Analiza ph soli neutralnych Ustalenie substancji Dostarczanie zapasowe ograniczone Optimal Rozpad krzemianów Upadek Materiał: kawałki gleby rozcieńczony kwas solny (HCl 10% butelka (10ml) Wykonanie (uwaga żrące!!!): rozkruszyć glebę i wsypać do naczynia skropić glebę kwasem solnym (2-3 krople) odnotować reakcję Tabela 23. Węglan Test Reakcja HCl Zawartość wapnia Ocena Brak reakcji < 0,5% Brak wapnia Zgrzytanie 0,5 2% Niski poziom Widoczna reakcja 2 5% Umiarkowany poziom Silna reakcja > 5% Wysoki poziom PODSUMOWANIE Bazą dla zdrowej i efektywnej produkcji rolniczej jest gleba. Prawidłowe proporcje mikroorganizmów glebowych mogą odwrócić niekorzystne skutki chemizacji rolnictwa, pod warunkiem stworzenia odpowiedniego środowiska dla ich funkcjonowania. Stan gleby można poprawić przez racjonalny płodozmian, nawożenie organiczne, ugorowanie, stosowanie szczepionek bakteryjnych, a także ograniczenie środków ochrony roślin. Takie działania prowadzą do wzrostu żyzności gleby, a co z tym idzie poprawy jakości i wielkości plonów. Zwiększa się także pewność uzyskania opłacalnych zbiorów oraz dbałość o środowisko. Na glebę możemy patrzeć zarówno oczyma fizyka, chemika, czy nawet geologa jednak bezwzględnie musimy widzieć ją w aspekcie biologicznym, w którym nie tylko występują określone organizmy, gatunki czy populacje. Bez organizmów żywych, bez ich funkcji powierzchnia ziemi byłaby jedynie rumowiskiem składników mineralnych. Gleba jest kluczowym czynnikiem bioróżnorodności, sprawia, że życie na naszej planecie jest możliwe, zapewniając równocześnie zrównoważony rozwój gospodarczy. d) Zawartość wapnia Metoda: rozpuszczanie węglanów w skutek rozcieńczonego kwasu solnego 56 57

30 Literatura 1. Buckman H.C., Brady N.C Gleba i jej właściwości. PWRiL, Warszawa. 2. Czuba R Zasady stosowania nawozów mineralnych na gruntach ornych. Nawożenie mineralne roślin uprawnych, red. Czuba R., Police, Fabryka życia. Dlaczego różnorodność biologiczna gleby jest tak ważna. Publikacja Komisji Europejskiej ds. Środowiska. 4. Fotyma M Nawozy mineralne i nawożenie Fotyma E., Wilkos G., Pietruch Cz Test glebowy azotu mineralnego-możliwości praktycznego wykorzystania. Mat. Szkol. 69/98. IUNG-PIB, Puławy: ss Gosek S Problematyka zakwaszania gleb w Polsce w aspekcie zrównoważonego rozwoju rolnictwa, Mat. szkoleniowe 87/03 Upowszechnianie zasad Dobrej Praktyki Rolniczej, cz. I, IUNG, Grzebisz W Efektywność i optymalizacja nawożenia. Nawożenie mineralne roślin uprawnych, red. Czuba R., Police, Grzebisz W System nawożenia zbóż ozimych. Zboża wysokiej jakości. Biopaliwa. Poradnik dla producentów. Agro Serwis, Warszawa, Grzebisz W Nawożenie roślin uprawnych. Nawozy i systemy nawożenia. Cz. 2, PWRiL, Poznań. 10. Grzebisz W., Szczepaniak W Zapotrzebowanie rzepaku na siarkę, magnez i mikroelementy. Rzepak Extra, TopAgrar Polska, PWR: Grześkowiak A., System nawożenia Police. Wyd. VII, Police. 12. Hołubowicz Kliza G Zrównoważone nawożenie roślin uwzględniające siarkę, magnez i mikroelementy. Upowszechnianie zasad dobrej praktyki rolniczej. Mat. Szkol. 87/03, Cz. I, IUNG-PIB, Puławy: Hołubowicz Kliza G Wapnowanie gleb w Polsce. Inst. Upowsz., 128, IUNG-PIB, Puławy. 14. Hołubowicz Kliza G Nieinfekcyjne czynniki chorobotwórcze. Inst. Upowsz. nr 158, Puławy. 15. Jadczyszyn T Zasobność gleb i potrzeby nawożenia NPK. Stosowanie agrochemikaliów cz. 1. Mat. Szkol. 90, IUNG, Puławy: Krężel R., Parylak D., Zimny L Zagadnienie uprawy roli i roślin. Wrocław. 17. Materiały do opracowania zaleceń nawozowych na gruntach ornych IUNG-PIB. PWRiR, Warszawa. 18. Podleśna A Zrównoważone nawożenie roślin uwzględniające siarkę, magnez i mikroelementy. Upowszechnianie Zasad Dobrej Praktyki Rolniczej cz. 1. Mat. szkol. 87/03 IUNG-PIB, Puławy: Podleśna A Problemy nawożenia magnezem i siarką upraw rolniczych w Polsce. XII Krajowe seminarium, Stosowanie agrochemikaliów, Mat. szkol. 90 IUNG Puławy: Preuschen G Próba szpadlowa. Polowa ocena żyzności gleby. Wyd. Stowarzyszenie EKOLAND & Agencja ARIES z pomocą Fundacji H. Bölla, Warszawa, tłumaczenie: Wojciech Fortuna. 21. Wójcik P Odżywianie się roślin wyższych wapniem. Wiadomości Botaniczne, 42 (3/4): Mat. Konferencyjne: 1. Materiały konferencyjne AGRO-KOMBI 2. Materiały konferencyjne Dzień Buraka 2012 Strony www:

31 Wydawca: Opolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego ul. Główna 1, Łosiów ISBN