Rosnąca rola nawożenia mineralnego w intensywnej produkcji polowej Dr inż. Witold Szczepaniak

Transkrypt

1 Rosnąca rola nawożenia mineralnego w intensywnej produkcji polowej Dr inż. Witold Szczepaniak Katedra Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

2 Główne treści wykładu: 1. Nawożenie - najbardziej niedowartościowany czynnik produkcyjny. 2. Intensywne nawożenie jako realizacja potencjału plonotwórczego roślin. 3. Efektywne nawożenie a wiedza o jego realizacji.

3 Porównanie średnich plonów krajowych zbóż z plonami COBORU w 2011 r. Roślina Średnie krajowe COBORU a 1 a 2 dt/ha Pszenica ozima 42,4 77,6 87,7 Żyto 24,0 66,6 74,5 Jęczmień ozimy 37,7 74,7 83,8 Pszenżyto 34,0 76,9 86,2 Pszenica jara 32,4 61,5 71,8 Jęczmień jary 31,4 61,9 69,3 Owies 25,1 63,2 a 1 - przeciętny poziom agrotechniki a 2 - przeciętny poziom agrotechniki - zwiększone nawożenie azotem, dolistne preparaty wieloskładnikowe, ochrona przed wyleganiem i chorobami źródło: rolnictwo.agro.pl; coboru.pl

4 Eko-fizjologiczna klasyfikacja czynników produkcji roślinnej I. Czynniki definiujące plon: 1. Roślina: 1. fizjologia, fenologia, budowa; 2. odmiana; 3. agrotechnika - architektura łanu; 2. Światło II. III. 3. CO 2 4. Temperatura Czynniki ograniczające plony: 1. Woda, 2. Azot, czynniki warunkujące pobieranie i efektywność azotu: 1. odczyn, 2. fosfor, potas, pozostałe makro i mikroskładniki; 3. dawka azotu, podział dawki, terminy stosowania itp. Czynniki redukujące plony: 1. Zachwaszczenie 2. Choroby i szkodniki; 3. Zanieczyszczenie środowiska Grzebisz 2008

5 Naturalne i agrotechniczne czynniki ograniczające i redukujące plony roślin HPP żyzność Urodzajność Produktywność Produktywność

6 Kategorie plonów - na przykładzie pszenicy ozimej t ha Absolutny potencjał plonowania - APP Hodowlany potencjał plonowania - HPP COBORU Plon ograniczony wodą plon maksymalny Plon rzeczywisty - PR?? utrata plonu Supit 2010 GUS

7 Czynniki stresowe wzrost i plony roślin uprawnych Biomasa 100% Fazy wzrostu: kwadratowy plony: osiągalne wykładniczy! liniowy! Ograniczone wodą Ograniczone składnikami mineralnymi Grzebisz 2008 T (czas)

8 ZAPAMIĘTAJ!!! 1.Prawidłowe nawożenie roślin jest tylko jednym z czynników, który decyduje o plonie!!! 2. Optymalizacja nawożenia wymaga od rolnika przede wszystkim kontroli plonotwórczego działania azotu!!!

9 Pięć głównych - nadrzędnych czynników wzrostu rośliny uprawnej CO 2 światło Temperatura woda azot!!!! Grzebisz 2008

10 Zbilansowane nawożenie roślin uprawnych W uprawie roślin wymagających, rolnik musi kontrolować plonotwórcze działanie azotu poprzez: A. Eliminację czynników w minimum : 1. Regulację odczynu, 2. Ustalenie optymalnego systemu nawożenia P i K; B. Optymalizację nawożenia azotem: 1. Racjonalne ustalenie dawki nawozowej azotu, 2. Zwiększanie efektywności plonotwórczej pobranego azotu nawozowego: - bilansowanie azotu składnikami drugoplanowymi; - profilaktyczne stosowanie mikroelementów. dawka N Optymalizacja N = ph, P K Ca Mg S B Mn Cu Mo Fe Zn Cl

11 Regulacja odczynu Wapnowanie!!!!

12 Dwutlenek węgla Utlenianie azotu amonowego i siarki Mineralizacja materii organicznej gleby Oddychanie korzeni ro ś lin Wietrzenie gleby Gleba H + H + H + H + H + H + H + + Pobieranie kation ó w przez ro ś lin y Kwa ś ne deszcze Wymywanie kationów Nawozy fizjologicznie kwaśne źródła naturalne źródła antropogeniczne

13 Udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych w Polsce zachodniopomorskie pomorskie kujawskopomorskie warmińsko-mazurskie podlaskie lubuskie wielkopolskie mazowieckie dolnośląskie łódzkie lubelskie opolskie śląskie świętokrzyskie małopolskie podkarpackie % gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych źródło: Hołubowicz-Kliza wg OSChR

14 1. Główny: Cele wapnowania 1. Wzrost plonów roślin uprawnych!!! 2. Zmniejszenie kosztów!!! 2. Cząstkowe: Usunięcie toksyczności glinu, manganu i żelaza. Wzrost aktywności fizjologicznej rośliny. Poprawa struktury gleby. Uruchomienie składników mineralnych. Wzrost aktywności biologicznej gleby.

15 Strategia nawożenia, pytania: 1. Ile? - dawka azotu 2. Jaki nawóz? - forma, składniki towarzyszące 3. Kiedy? - termin, podział dawki 4. Jak? - technika stosowania

16 Strategia nawożenia: 1. Potrzeby pokarmowe uprawianej rośliny (roślin w zmianowaniu) 2. Zasobność gleby w przyswajalne i dostępne składniki pokarmowe 3. Wartość nawozowa nawozów organicznych i naturalnych 4. Dopływ składników z atmosfery (siarka) 5. Wykorzystanie składników pokarmowych z zastosowanych nawozów (w pierwszym roku, sumaryczne) 6. Straty składników pokarmowych 7. Wyliczenie dawki nawozu (ów) 8. Wybór nawozu oraz terminu i techniki jego zastosowania 9. Fazy krytyczne, dynamika akumulacji SP i fizjologia plonowania

17 Potrzeby pokarmowe

18 Organy rzepaku Składniki pokarmowe, kg/t nasion N P 2 O 5 K 2 O Ca S Mg Nasiona Słoma + łuszczyny Łączne 60 (55-70) 30 (20-30) 80 (65-110) 50 (40-60) 15 (15-20) 8 (5-8) Pobranie względem N - 0,5 1,33 0,82 0,25 0,13

19

20 Pobranie w plonie jednostkowym pszenicy, kg/t N P 2 O 5 K 2 O Mg S 30 (28-32) 10 (8-11) 20 (16-26) 3,0 (2,0-3,5) 4,5 (3,5-5,0) 1,0 : 0,33 : 0,66 : 0,1 : 0,15

21 Zużycie NPK w Polsce na 1 ha użytków rolnych Lata NPK N P 2 O 2 K 2 O CaO 1997/ ,6 49,8 17,3 22,5 130,6 1998/ ,4 48,4 17,3 21,7 104,2 1999/ ,8 48,4 16,7 20,7 95,1 2000/ ,8 50,3 17,9 22,6 94,2 2001/ ,2 51,0 18,9 23,3 94,1 2002/ ,6 51,5 18,7 23,4 94,6 2003/ ,3 54,8 19,7 24,8 93,5 2004/ ,4 56,3 20,4 25,7 91,5 2005/ ,3 62,5 27,7 33,1 54,8 2006/ ,8 65,3 25,5 31,3 37,4 2007/ ,6 70,7 28,6 33,3 38,5 2008/ ,9 68,0 23,3 26,6 32,5 2009/ ,7 66,3 22,8 25,6 38,1 2010/ ,4 70,6 26,4 29,4 36,8 źródło: GUS 2011

22 źródło: GUS 2011 Zużycie NPK w Polsce na 1 ha użytków rolnych

23 źródło: GUS 2011 Struktura zużycia NPK, %

24 Gleby w Polsce Potencjał do dostarczania składników pokarmowych

25

26 Zawartość próchnicy w glebach Polski (wg IUNG) Gleba Zawartość próchnicy, % wartości ekstremalne średnio Gleby bielicowe Gleby brunatne Gleby płowe Czarne ziemie Czarnoziemy Mady próchniczne Rędziny czarnoziemne 1,1 2,0 0,7 5,0 0,7 3,6 1,1 10,2 1,7 5,3 1,8 8,0 2,0 7,3 1,5 1,8 1,7 3,2 2,6 3,7 3,6

27 Zawartość fosforu w warstwie ornej

28 Zawartość potasu w warstwie ornej

29 Procentowy udział przyswajalnych form makro- i mikroskładników w stosunku do ich zawartości całkowitej w glebie, wg Czuby Składnik Udział w % wahania P 13,0 10,0-20,0 K 0,8 0,1-1,3 Mg 3,0 2,0-3,5 B 10,0 7,0-14,0 Cu 25,0 15,0-40,0 Mn 10,0 7,0-14,0 Mo 19,0 16,0-24,0

30 Zasobność gleby P 2 O 5 ; K 2 O; Mg

31 Klasy zasobności przyswajalnego fosforu i potasu w glebie, mg/100g gleby Klasa zasobności P 2 O 5 K 2 O Kategoria agronomiczna gleb b. lekkie lekkie średnie ciężkie b. niska niska średnia wysoka b. wysoka <5,0 5, , ,1-20 >20 <2,5 2,5-7,5 7,6-12,5 12,6-17,5 >17,6 <5,0 5, , ,1-20 >20,1 <7,5 7,6-12,5 12, ,1-25 >25,1 <10 10, , ,1-30 >30,1

32 Liczby graniczne i ocena zawartości przyswajalnego potasu w glebach mineralnych, mg K 2 O 100g gleby -1 - metoda Egnera-Riehma Ocena i klasa zawartości kategoria agronomiczna gleb bardzo lekkie lekkie średnie ciężkie bardzo niska - V do 2,5 do 5,0 do 7,5 do 10,0 niska - IV 2,5-7,5 5,1-10,0 7,6-12,5 10,1-15,0 średnia - III 7,6-12,5 10,1-15,0 12,6-20,0 15,1-25,0 wysoka - II 12,6-17,5 15,1-20,0 20,1-25,0 25,1-30,0 bardzo wysoka - I od 17,6 od 20,1 od 25,0 od 31,0 - przedział optymalny dla roślin liściastych - przedział optymalny dla zbóż

33 Klasy zasobności w magnez, mg Mg/100g gleby Klasa zasobności Kategoria agronomiczna Bardzo lekka lekka średnia ciężka Bardzo niska do 1,0 do 2,0 do 3,0 do 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 od 6,1 od 7,1 od 9,1 od 14,1 Wartość krytyczna 3,0 4,0 6,0 8,0

34 Zawartość azotu w glebie Dynamika jego uwalniania

35 Npot, kg N ha-1 Azot uwolniony z zasobów rodzimych gleby w sezonie wegetacyjnym Stosunek C:N = 10: C = 1,5% 2% C = 1,5% 3% C = 2,0% 2% C = 2,0% 3% ko le jne m ie s iące w ro ku kale ndarzo w ym C = 1,5% węgiel organiczny 2% - tempo mineralizacji N organicznego

36 Pobieranie azotu, (kg/ha) Mineralizacja N organicznego a potrzeby nawozowe roślin uprawnych - dynamika Pobieranie N rzepak ozimy Pobieranie N kukurydza Pobieranie N pszenica Mineralizacja N susza III IV V VI VII VIII IX X sezon wegetacyjny, kolejne miesiące

37 Ilość składnika, jaka może być dostępna na różnych stanowiskach - N min (źródło: Hanse Agro Journal) dla pszenicy Gleba Przedplon Piasek Piasek gliniasty Glina piasz. Glina Mursz (młody) Zboża Rzepak Ziemniaki* Buraki cukrowe* * bez obornika

38 Wartość nawozów naturalnych i organicznych

39 Słoma - źródło składników pokarmowych Przybliżona ilość składników pokarmowych wprowadzonych do gleby w słomie i nawozach naturalnych, w kg/ha Substancja* organiczna Składniki pokarmowe N P 2 O 5 K 2 O Mg Słoma zbóż Słoma kukurydziana Słoma rzepakowa Obornik Gnojowica *Wprowadzona ilość składników pokarmowych została wyliczona dla 10 t słomy, 30 t obornika i 30 tysięcy litrów gnojowicy

40 Średnie wykorzystanie składników w roku zastosowania Składniki pokarmowe Substancja organiczna N P 2 O 5 K 2 O Mg % kg % kg % kg % kg *Słoma zbóż *Słoma kukurydziana *Słoma rzepakowa Obornik Gnojowica * przy założeniu, że słoma była dobrze rozdrobniona i zastosowano azot przed jej przyoraniem

41 Zawartość podstawowych składników mineralnych Składniki pokarmowe kg/t lub m 3 Sucha masa % N P 2 O 5 K 2 O S MgO Obornik bydlęcy ,3-0,6 1-2 Obornik świński ,5-0,8 2-3 Obornik drobiowy (świeży) Obornik drobiowy (suchy) ,5 1,5-2, Gnojowica bydlęca ,5-2,5 3,9-6,5 0,3-0,5 0,6-1,0 Gnojowica świńska ,7-5,0 1,7-5,0 0,3-0,7 0,5-1,5

42 Bilans składników pokarmowych w zmianowaniu

43 Elementy bilansu potasem zmianowanie : (B) rzepak ozimy pszenica ozima kukurydza jęczmień jary wariant 2. słoma zbóż zebrana z pól Fosfor, P 2 O 5 Składniki pokarmowe Potas, K 2 O Straty Dopływ Straty Dopływ Zmianowanie, suma Rzepak ozimy 3,5 t/ha Nasiona Słoma Pszenica 7,0 t/ha Ziarno Słoma Kukurydza 10,0 t/ha Ziarno Słoma Jęczmień 5,0 t/ ha Ziarno Słoma Saldo bilansowe Potrzeby nawozowe średni poziom zasobności gleby w przyswajalny potas; 2 plony organu użytkowego;

44 Elementy bilansu potasem Bilans P i K zmianowanie : (B) rzepak ozimy pszenica ozima kukurydza jęczmień jary wariant 1. słoma przyorana Fosfor, P 2 O 5 Składniki pokarmowe Potas, K 2 O Straty Dopływ Straty Dopływ Zmianowanie, suma Rzepak ozimy 3,5 t/ha Nasiona Słoma Pszenica 7,0 t/ha Ziarno Słoma Kukurydza 10,0 t/ha Ziarno Słoma Jęczmień 5,0 t/ ha Ziarno Słoma Saldo bilansowe Potrzeby nawozowe średni poziom zasobności gleby w przyswajalny potas; 2 plony organu użytkowego;

45 Dopływ składników z atmosfery siarka

46 Siarka z opadu atmosferycznego, kg ha-1

47 Uproszczony model źródeł i procesów przemian siarki w glebach uprawnych atmosfera SO 2 3 nawozy SO 2-4 S 0 2 H 2 S SO 4 2- źródła procesy; przemiany resztki roślinne nawozy naturalne nawozy organiczne SO SO S H 2 S 6 5 siarczki: FeS 2, FeS siarczany koloidy glebowe 9 związki organiczne S warunki tlenowe warunki beztlenowe gleba Grzebisz 2009

48 Niedobór S pszenica ozima

49 Niedobory siarki 2011

50 Wybór nawozu, techniki i terminu jego zastosowania Zależnie od sytuacji..

51 Zadania agrotechniczne w zakresie nawożenia - jesień Wapnowanie Nawożenie P, K Nawożenie N? Nawożenie Mg? Nawożenie B, Mn, Mo, Cu, Zn inne? Nawożenie S?

52 Zadania agrotechniczne w zakresie nawożenia - wiosna Wapnowanie?? Nawożenie N Nawożenie S Nawożenie Mg, K Nawożenie mikroelementami Nawożenie fosforem??

53 Technika stosowania nawozów 1. Rzutowy. 2. Zlokalizowany. 3. Dolistny.

54 Fazy krytyczne Dynamika akumulacji i fizjologia plonowania

55

56 t /ha Dynamika wzrostu i struktura rośliny rzepaku ozimego w okresie wegetacji Nasiona B Nasiona A Łuszczyna B Łuszczyna A Pędy B Pędy Liście dni-miesiące

57 akumulacja, kg ha-1 Dynamika akumulacji makroskładników przez rzepak ozimy, plon = 3,75 t ha BBCH K N Ca N P K Ca dni od początku wiosennego ruszenia wegetacji Mg

58 Fazy rozwojowe zbóż Fazy krytyczne 2) 1) Winter wheat Redukcja pięterek

59 Pobranie azotu a plon pszenicy ozimej BBCH 30 BBCH 32/37 BBCH 65 BBCH 85 dt/ha kg N/ha % kg N/ha % kg N/ha % kg N/ha % Hanse Agro

60 Dziękuję bardzo za uwagę!!!