OKRĘGOWA STACJA CHEMICZNO-ROLNICZA W BIAŁYMSTOKU PERSPEKTYWY NAWOŻENIA ROŚLIN SIARKĄ mgr inż. Rafał Piszcz Białystok, 17.03.2010
Plan prezentacji Siarka jako pierwiastek Źródła siarki i jej formy występujące w glebie Graniczne zawartości siarki w glebach Polski Aktualne zawartości siarki siarczanowej w glebach Nawożenie siarką Podsumowanie Perspektywy nawożenia roślin siarką 2
SIARKA JAKO PIERWIASTEK Siarka (S) łac. sulphur jest pierwiastkiem bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie. Jest ona niezbędna do życia. Wchodzi w skład dwóch aminokwasów kodowanych metioniny i cysteiny oraz wielu innych biologicznie ważnych związków np. witamin. Spełnia bardzo ważne funkcje w kształtowaniu jakości białka roślinnego. W glebie siarka prawie w 100% występuje w formie organicznej, a o zawartości formy mineralnej pobieranej przez roślinę decyduje intensywność mineralizacji resztek roślinnych, nawozów organicznych i próchnicy. Perspektywy nawożenia roślin siarką 3
SIARKA JAKO PIERWIASTEK C.D W Polsce złoża siarki w stanie rodzimym występują w okolicach Tarnobrzega (Piaseczno, Machów, Jeziórko oraz Osiek), w rejonie Staszowa (Grzybów) oraz koło Lubaczowa (Horyniec-Zdrój, Basznia). Perspektywy nawożenia roślin siarką 4
SIARKA JAKO PIERWIASTEK C.D Na świecie natomiast m.in. na Sycylii, w Luizjanie i Teksasie (USA), na Ukrainie, w Japonii, w Turkmenistanie i Uzbekistanie. Perspektywy nawożenia roślin siarką 5
Źródła siarki i jej formy występujące w glebie Siarka w glebie ma postać wiązań organicznych i nieorganicznych. W zależności od stanu gleby siarka nieorganiczna występuje w różnych stopniach utleniania (siarczki, siarczany, tiosiarczany). Związki organiczne zawierające siarkę to m.in.: aminokwasy, białka i polipeptydy. Siarka w procentach Przemianom siarki organicznej w formę mineralną sprzyjają np. wysoki odczyn gleby. Wzrost jego wartości do 7,5 zwiększa szybkość mineralizacji. W glebach o odczynie ph powyżej 6,0 siarka (siarczanowa) występuje całkowicie w roztworze glebowym. Optymalna wilgotność do uwalniania siarczanów wynosi 60% pojemności wodnej gleby, a optymalna temperatura 20-30 C. Takie warunki zapewniają procesowi mineralizacji korzystny przebieg. Perspektywy nawożenia roślin siarką 6
Źródła siarki i jej formy występujące w glebie c.d. W glebach zawartość jej waha się w szerokich granicach od 0,001 do 1,8%, najczęściej do 0, 2% S. Zawartość przyswajalnej siarki w glebach waha się w szerokich granicach od 0,3 do 50 mg/100g gleby. Udział siarki organicznej wynosi 50-80, a nawet 97% siarki ogółem. Związki mineralne siarki występują w formie siarczanów, a w glebach podmokłych, w warunkach beztlenowych, również siarczków. W wyniku rozkładu materii organicznej gleb znajdująca się w niej siarka może być udostępniana roślinom. Nawozy naturalne (np. obornik 0,08%), Nawozy mineralne (np. siarczan amonowy 24%, siarczan potasowy 18%) Perspektywy nawożenia roślin siarką 7
Źródła siarki i jej formy występujące w glebie c.d. Siarka z nieba Źródłem siarki w glebie mogą być również kwaśne deszcze. Podczas spalania takich nośników energii jak węgiel, ropa naftowa i jej pochodne, siarka ulatniająca się w postaci dwutlenku (SO 2 ) rozprzestrzenia się w atmosferze i reaguje z parą wodną w powietrzu, przyczyniając się do powstawania kwaśnych deszczy. Ze względu na kryzys gospodarczy na początku lat 90 oraz ograniczone zużycie energii i coraz lepsze odsiarczanie spalin, emisja siarki do atmosfery w Polsce zmalała. Coraz powszechniejsze stosowanie wysokoprocentowych nawozów spowodowało również, że ilość dostarczanej do gleby siarki maleje. Perspektywy nawożenia roślin siarką 8
Źródła siarki i jej formy występujące w glebie c.d. Perspektywy nawożenia roślin siarką 9
Źródła siarki i jej formy występujące w glebie c.d. Perspektywy nawożenia roślin siarką 10
Graniczne zawartości siarki w glebach Polski Terelak i in. 2008 Perspektywy nawożenia roślin siarką 11
Aktualne zawartości siarki siarczanowej w glebach Terelak i in. 2008 Perspektywy nawożenia roślin siarką 12
Aktualne zawartości siarki siarczanowej w glebach c.d. Perspektywy nawożenia roślin siarką 13
Aktualne zawartości siarki siarczanowej w glebach c.d. Perspektywy nawożenia roślin siarką 14
Aktualne zawartości siarki siarczanowej w glebach Analizując wyniki badań siarki w glebach województwa podlaskiego jak również części województwa warmińskomazurskiego za rok 2009 /ponad 70 przebadanych prób/ stwierdzam, iż zawartość siarki S-SO 4 w mg/100 g gleby wahała się od 0,01 do 2,66 Znacząca większość badanych prób charakteryzowała się zasobnością bardzo niską i niską, sporadycznie średnią, zaś w wyjątkowych sytuacjach wysoką /duże gospodarstwa prowadzące intensywną produkcję rolniczą/ Wyniki potwierdzają, iż województwo podlaskie, a właściwie cały region północno-wschodni jest zubożały w siarkę Perspektywy nawożenia roślin siarką 15
Nawożenie siarką Jest niezbędna w procesie syntezy aminokwasów siarkowych i bierze udział w ogólnej syntezie protein. Podnosi skuteczność azotu. Aktywuje enzymy ważne dla przemiany energii i kwasów tłuszczowych. Ważna podczas kształtowania pierwotnych składników odżywczych roślin (wpływających na smak i zapach wielu roślin uprawnych, jak np.: oleje gorczycy i czosnku) Siarka jest składnikiem witaminy B1 (ziarna zbóż, rośliny motylkowe). Jest niezbędna do produkcji roślinnych przeciwciał (fitoaleksyny, glutation). Perspektywy nawożenia roślin siarką 16
Nawożenie siarką c.d Pod względem wymagań w stosunku do siarki rośliny uprawne można podzielić na trzy grupy: 1. Rośliny o bardzo dużym zapotrzebowaniu na siarkę. Należą do nich rośliny krzyżowe: rzepak, kapusty, gorczyca, rzodkiew i rzepa oraz liliowate: cebula i czosnek. Ze średnim plonem rośliny te pobierają powyżej 40 (do 80) kg siarki (S) z 1 ha, 2. Rośliny o dużym zapotrzebowaniu na siarkę. Są to rośliny motylkowate a także kukurydza i buraki. Pobierają one od 20 do 40 kg siarki z 1 ha, 3. Rośliny o stosunkowo niewielkim zapotrzebowaniu na siarkę. Do tej grupy należą trawy w tym zboża, a także ziemniak. Pobierają one od 12 do 25 kg siarki z powierzchni 1 ha. Perspektywy nawożenia roślin siarką 17
Nawożenie siarką c.d Najbardziej narażony na niedobór siarki jest rzepak, który pobiera ponad 50 kg S/ha. Górne liście młodych roślin mają jasnozielone zabarwienie krawędzi, następnie liście robią się marmurkowate, sztywne, kruche, o pokroju łyżkowatym. Wykształcają się mniejsze kwiaty, barwy jasnożółtej i jako mniej atrakcyjne (powabne) dla owadów - gorzej zapylane. Mniejsza jest również liczba i wielkość łuszczyn, czyli niższy plon nasion. Dawka siarki pod rzepak nie powinna przekraczać 50 kg S/ha. Wyższe dawki siarki mogą wpływać na nadmierny wzrost zawartości glukozynolanów w nasionach, czyli pogorszyć jakość nasion. Perspektywy nawożenia roślin siarką 18
Nawożenie siarką c.d Niedobór siarki ogranicza przede wszystkim zawartość i jakość białka, obniża zawartość cukrów, tłuszczu oraz ogranicza nadmierne gromadzenie się azotanów w roślinie. W przypadku roślin oleistych niedobór tego pierwiastka prowadzi do zmniejszenia zawartości tłuszczu. Siarka pobierana jest przez rośliny w dużych ilościach, często tak dużych jak fosfor. Im wyższe stosuje się dawki azotu, tym rośliny pobierają więcej siarki i tym częściej niedobór siarki może ograniczać plonowanie roślin. Nie jest możliwe prawidłowe działanie plonotwórcze azotu bez dobrego zaopatrzenia rośliny w siarkę. Perspektywy nawożenia roślin siarką 19
Nawożenie siarką c.d Wysoką efektywność siarki uzyskuje się także na użytkach zielonych położonych na glebach organicznych. Wzrasta udział roślin motylkowatych i aktywność bakterii brodawkowych, a także zwiększa się efektywność nawożenia azotem. Zbyt wysokie dawki siarki źle wpływają na rośliny i glebę. Stosowana w formie gipsu, który stanowi ponad połowę masy superfosfatów pojedynczych, przyspiesza procesy przemywania gleb. Dla większości roślin stosunek azotu do siarki powinien wynosić 10 : 1, a dla roślin o dużych potrzebach względem siarki stosunek N : S powinien wynosić od 7:1 do 5:1. Perspektywy nawożenia roślin siarką 20
Nawożenie siarką c.d W rolniczych regionach kraju, odległych od większych ośrodków przemysłowych i miejskich stwierdza się niedostatek siarki w glebie. Ubogich w siarkę jest 57% naszych gleb. Dlatego coraz częściej obserwuje się wysoką efektywność nawożenia siarką, a analizy chemiczne roślin wskazują na jej niską zawartość, czyli występowanie objawów utajonych. Objawy utajone to niedobór pierwiastka, który ogranicza rozwój i plon rośliny pomimo braku wyraźnych, zewnętrznych, widocznych gołym okiem objawów niedoboru na roślinie. Dotyczy to zwłaszcza roślin z obszarów z przewagą gleb lekkich lub z intensywną produkcją rolniczą oraz gdzie uprawia się dużo rzepaku i warzyw kapustnych. Perspektywy nawożenia roślin siarką 21
Nawożenie siarką c.d Objawy niedoboru ujawniają się na roślinach dopiero przy bardzo dużym braku siarki. Podobne są one do objawów niedoborów azotu, jednak niedobór siarki widoczny jest na młodszych częściach roślin, podczas gdy niedobór azotu na starszych. Rośliny stają się wówczas blade, występuje jasnozielone zabarwienie krawędzi liścia, tkanki na nerwach są jeszcze zielone, liście sztywne, wyprostowane, kruche, mniejsze. Ograniczony jest wzrost roślin, gorsze kwitnienie i w konsekwencji plonowanie. Im wyższe stosuje się dawki NPK, w tym głównie azotu, tym rośliny więcej pobierają siarki i tym częściej niedobór tego składnika może ograniczać plonowanie roślin. Perspektywy nawożenia roślin siarką 22
Podsumowanie Pomimo wyraźnego wpływu antropopresji i innych czynników na występowanie S-SO 4 w glebach Polski, około 57% gleb znajduje się w klasie zawartości naturalnej, a więc wykazuje niską zasobność w siarkę przyswajalną. Wyższą zawartością S-SO 4 charakteryzuje się natomiast 25% gleb UR w kraju. Według danych Stacji Chemiczno Rolniczych, obejmujących wyniki analiz ponad 37 tys. próbek z warstwy ornej, zawartość S-SO 4, w połowie lat 90. ubiegłego wieku, wahała się od 0,01 do 50,00 mg/100 g gleby. Tak szeroki zakres wahań wskazuje, że w naszym kraju występują gleby zarówno bardzo ubogie w siarkę dostępną dla roślin, jak i silnie zasiarczone. Aktualnie prowadzony monitoring siarki przez OSCh-R-y /ponad 1500 punktów rozmieszczonych równomiernie w całej Polsce/ pozwoli doprecyzować liczby graniczne do wyceny zawartości siarki w glebie. Należy zwrócić uwagę i położyć większy nacisk na badania siarki przez samych rolników, ponieważ wiedza o zasobności w ten składnik jak było widać w tej prezentacji jest bardzo ważna. Perspektywy nawożenia roślin siarką 23
Dziękuję za uwagę W prezentacji wykorzystano m.in. materiały p. Anny Podleśnej Zakład Żywienia Roślin i Nawożenia IUNG Puławy Perspektywy nawożenia roślin siarką 24