Bilans fosforu i potasu w zmianowaniu jako narzędzie efektywnej gospodarki azotem Witold Grzebisz Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Zakres tematyczny 1. Czynniki plonotwórcze hierarchia; 2. Krytyczne fazy formowania plonu; 3. Dynamika akumulacji azotu, fosforu i potasu przez łan/plantację; 4. Zmianowanie podstawa zrównoważonego systemu produkcji; 5. Wyznaczanie krytycznego poziomu zasobności gleby w potas; 6. Bilans składników pokarmowych w zmianowaniu; 7. Efektywność plonotwórcza azotu - uwarunkowania.
Eko-fizjologiczna hierarchia czynników produkcji roślinnej I. Czynniki definiujące: 1. Roślina: i. fizjologia, fenologia; ii. odmiana; iii. struktura łanu/plantacji; 2. Promieniowanie słoneczne; 3. Dwutlenek węgla; 4. Temperatura; II. Czynniki ograniczające: 1. Woda, 2. Azot; 3. Czynniki warunkujące efektywność wody i azotu; III. Czynniki redukujące: chwasty, choroby, szkodniki, inne. Plon potencjalny Plon maksymalny - woda PON * PR ** WUP * PON plon ograniczony N Rabbinge, (1993) (modyfikacja) ** PR plon rzeczywisty WUP wirtualna utrata plonu
Założenie plonotwórczego działania azotu Dynamika rozwoju rośliny zależy od środowiska (temperatura, długość dnia); Elementy struktury plonu ujawniają się w określonych fazach rozwoju; Ilość zakumulowanego azotu przez roślinę określa stan wykształcenia elementów struktury plonu i plon; Efektywność pobierania azotu z gleby i dynamikę formowania się struktury plonu określa stan odżywienia rośliny w krytycznych fazach formowania plonu.
Model akumulacji składników pokarmowych - pszenica ozima (Cannell, 1984)
absolute rate of K accumulation / kg K hā 1 d -1 Dynamika akumulacji potasu wyznaczona 7 zasobnością gleby i gospodarką wodną LSD0.05 6 5 4 3 2 IR/D IR/D 1 BBCH 30-49 BBCH 61-80 0 20 40 61 82 103 141 days from spring regrowth / d for t = +5 o C treatments: K- IR K- D K+ IR K+ D NawK-, NawK+ warianty nawadniane na tle systemu nawożenia potasem: -/+K; SuK-, SuK+ - warianty z suszą na tle systemu nawożenia potasem: -/+K.
akumulacja składników, kg ha-1 Dynamika akumulacji makroskładników w okresie wegetacji buraków 600 500 400 300 200 N P2O5 K2O N2O CaO MgO 100 0 45 85 105 125 165 dni od w schodów
akumulacja potasu, kg K2O ha-1 absolutna szybkośc akumulacji potasu, ASA-K, kg K2O ha-1 d-1 Wskaźniki dynamiki akumulacji potasu 700 14 600 500 12 10 8 400 6 300 4 200 100 2 0-2 0 25 45 65 85 105 125 145 165-4 K2O ASA-K dni od wschodów Grzebisz 2009
Zmianowanie rola w systemie nawożenia fosforem i potasem 1. Rośliny liściaste uprawiane są w określonej sekwencji po zbożach. 2. Systemy korzeniowe roślin liściastych są, z reguły, znacznie słabiej rozwinięte od silnego systemu korzeniowego zbóż; 3. Rośliny liściaste pobierają, z reguły więcej potasu niż zboża; 4. Zboża i inne rośliny ziarnkowe są wrażliwe na niedobór fosforu w fazie budowy systemu korzeniowego i okresie tzw. wypełniania nasion.
Przerośnięcie gleby korzeniami tzw. gęstość korzeni Gatunek rośliny uprawnej Gęstość, cm cm 3 Fasola 0,2 2,0 Ziemniak 1 2 Burak cukrowy 1 2 Rzepak ozimy 4 5 Kukurydza 3 4 Zboża 4 5 Trawy 3 20 Różne źródła
względny plon burakó, (Y) % Wyznaczanie krytycznego poziomu zasobności gleby w K burak cukrowy 1,2 1,1 1 1.0 = 72.5 t ha-1 0,9 0,8 0,7 OP 0,6 L-CP Q-CP 0,5 0 50 100 150 200 250 300 350 K przyswajalny i nawozowy, mg K2O kg -1 na podstawie Wojciechowski i in., 2002
Plon pszenicy ozimej jako funkcja potasu przyswajalnego w glebie Syers, 1998
Plon względny, % Zasobność gleby w potas a względne straty plonu roślin uprawnych 105 100 95 90 85 80 75 70 65 zbożowe liściaste 60 bardzo wysoka wysoka średnia niska bardzo niska Zasobność gleby w przyswajalny potas Kerscherger i Ruchter, 1987
Etapy planowania gospodarki P i K w zmianowaniu 1. Wyznaczenie salda bilansowego: 1. Wyznaczenie wielkości plonu kolejnych roślin w zmianowaniu. 2. Określenie wielkości pobrania jednostkowego składników mineralnych przez rośliny uprawne. 3. Zakładany poziom recyklingu resztek roślinnych i nawozów naturalnych, organicznych. 2. Korekta zasobności gleby: 1. Wyznaczenie krytycznego poziomu zasobności gleby w składniki mineralne dla najbardziej wrażliwej rośliny w zmianowaniu; 2. Korekta poziomu zasobności terminy aplikacji nawozów.
Zmianowanie Rzepak ozimy, 3,5 t/ha Nasiona Słoma Pszenica ozima, 7,0 t/ha Ziarno Słoma Kukurydza, 8 t/ha Ziarno Słoma Jęczmień jary, 5 t/ha Ziarno Słoma Uproszczony bilans fosforu i potasu w zmianowaniu pełen recykling resztek roślinnych Fosfor, P 2 O 5 Składniki pokarmowe Potas, K 2 O Potrzeby Dopływ Potrzeby Dopływ 70 42 55 24 60 30 45 10 Suma 336 53 725 531 Saldo bilansowe -283-194 Potrzeby nawozowe 283 194-21 - 12-15 - 5 35 200 35 120 40 160 25 110-180 - 108-144 - 99 1 średni poziom zasobności gleby w przyswajalny fosfor i potas; 2 wykorzystanie składników w zmianowaniu ze słomy: fosfor 50%, potas 90%.
biomasa korzeni, t ha -1 s.m. Dynamika plonu korzeni buraków w latach o różnych warunkach pogodowych 20,000 18,000 b a a 16,000 14,000 b a a 12,000 10,000 8,000 b a a b b a 2001 2002 2003 6,000 b a a 4,000 2,000 a a a c b a 0,000 40 55 77 92 113 134 155 175 kolejne terminy kalendarzowe
Plon buraków jako funkcja akumulacji potasu w trakcie zbioru fizjologiczna baza plonu plon względny buraków, Pkw, % 120 110 100 Pkw maks = 97,25% 90 80 70 60 50 40 30 20 Pkw = -0,0013AK2 + 0,796AK - 24,59 R2 = 0,70 10 Kop = 306 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 akumulacja potasu, AK, kg K2O ha-1 Pepliński, 2010
Przyrost plonu w ostatnim okresie wegetacji efekt fosforu wykorzystanie potencjału względny przyrost plonu cukru, % 2,5 35 ctv - ctiv Rr 30 2 przyrost plonu cukru, t ha -1 25 1,5 20 1 15 10 0,5 5 0 kontrola WPK WKN W25 W100 WPN W50P W100P warianty nawozowe 0
Wniosek K fizjologiczna baza P wkorzystanie bazy = plon