Nawet przy najlepszym gospodarowaniu uwzględniającym optymalne terminy i formy stosowania azotu mineralnego w plonie roślin nie odzyskuje się więcej niż 70% azotu wprowadzonego z nawozami. Trzeba pamiętać, że niewykorzystany azot ulega stratom na skutek denitryfikacji, ulatniania amoniaku lub wymycia. Ponieważ nawozy mineralne nie są tanie, chcemy zwrócić uwagę na to, jakie są źródła azotu dostępnego i przyswajalnego dla roślin, jakie właściwości mają poszczególne formy azotu i jak wygląda aktualny rynek nawozów azotowych.
Z materii organicznej
Dużym źródłem azotu dla roślin jest sama gleba, a konkretnie pochodzi on z rozkładu materii organicznej i próchnicy. Nie są to zasoby nieograniczone i przy złym gospodarowaniu są bezpowrotnie tracone. Dzięki resztkom pożniwnym żyją i pracują na korzyść rolnika pożyteczne mikroorganizmy glebowe. Trwają w glebie procesy próchnicotwórcze. Gleby, zwłaszcza najlżejsze, zwiększają polową pojemność wodną. Poprawia się struktura gleby i jej właściwości fizykochemiczne.
Przejdźmy do konkretów. Ile azotu może dostarczyć roślinom sama gleba bez nawożenia mineralnego. Zależnie od żyzności gleby, jej temperatury i wilgotności, wiosną mineralizuje się ok. 40 kg azotu z gleb lżejszych do 60 kg azotu na hektar z gleb cięższych. W optymalnych warunkach przebiegu procesu mineralizacji (ciepła jesień i łagodna zima) i po dobrym przedplonie, roślina następcza może mieć do dyspozycji i może wykorzystać nawet 90 kg azotu z mineralizacji materii organicznej. Biorąc to pod uwagę oraz fakt, że pszenica jakościowa na 1 t ziarna wraz z odpowiednią masą słomy pobiera 28–30 kg N – bez nawożenia mineralnego azotem możemy uzyskać plon ok. 3 ton ziarna pszenicy.
- W polskim rolnictwie w zbyt małym stopniu wykorzystujemy źródła azotu inne niż z nawozów mineralnych. Na uprawę roślin bobowatych i czerpanie korzyści z bakterii brodawkowatych jest miejsce w każdym gospodarstwie
Pod te cenne zasoby azotu z mineralizacji powinniśmy podporządkować plan nawożenia roślin azotem. Podałem jednak orientacyjne ilości azotu N-mineralnego. Aby obliczyć i zastosować pod oczekiwany plon optymalne dokładnie wyliczone ilości azotu z nawozów mineralnych, warto mieć dokładne dane o zasobach glebowych azotu. To robi już wielu rolników, zwłaszcza uprawiających rzepak ozimy i zleca wczesną wiosną badania Stacjom Chemiczno-Rolniczym. Zakładając, że znamy pH gleby, zasobność w fosfor, potas, magnez i siarkę, analizę gleby na zawartość azotu N-mineralnego, powinniśmy wykonać przed ruszeniem wiosennej wegetacji. Najważniejsze jest, abyśmy wynik analizy otrzymali przed terminem stosowania pierwszej dawki azotu. Wczesnowiosenna startowa dawka azotu może być dokładnie określona tylko na podstawie pomiaru zawartości azotu mineralnego w warstwie gleby 0–60 cm.
Z symbiozy bakterii brodawkowych
Szczególnie duże znaczenie dla żyzności gleby mają bakterie wiążące wolny azot, są to bakterie współżyjące z roślinami oraz wolno żyjące w glebie. Rośliny bobowate żyją w symbiozie generalnie z dwoma rodzajami bakterii: z bakteriami brodawkowymi (na zdjęciu) z rodzaju Rhizobium lub Bradyrhizobium. Każda roślina może współżyć tylko z określonymi bakteriami. Przykładowo łubin współżyje z Bradyrhizobium sp., soja z Bradyrhizobium japonicum, groch, bób i soczewica z Rhizobium leguminosarum bv. viceae, a koniczyna z Rhizobium leguminosarum bv. trifolii. Dzięki szczepieniu Nitraginą już od fazy 2–3 liści, strączkowe korzystać będą z darmowego azotu wiązanego przez bakterie brodawkowe z powietrza. Największa intensywność wiązania azotu przypada na początek kwitnienia roślin bobowatych.
Z badań wynika, że najwięcej azotu wiążą bakterie symbiotyczne z rodziny Rhizobiaceae, które współżyją z roślinami koniczyny, lucerny i bobiku. W krajowych warunkach rocznie udaje się związać bakteriom od 40 do nawet 250 kg/ha azotu. Ilość azotu związanego tą drogą zależy od gatunku rośliny. Przeważnie wieloletnie rośliny motylkowe nagromadzają dużo więcej azotu związanego biologicznie niż jednoroczne strączkowe. Np. koniczyna uprawiana w mieszance z trawami, zależnie od poziomu nawożenia mineralnego, wiąże od 208 do 261 kg N/ha na 4-letnie zmianowanie. Ważną cechą symbiozy jest to, że azot biologicznie wiązany wykorzystywany jest w 100% przez rośliny. Natomiast dla porównania, azot z nawozów mineralnych wykorzystywany jest tylko w ok. 50%. Można powiedzieć, że 100 kg związanego biologicznie azotu odpowiada 200 kg zastosowanego azotu mineralnego.
Wiązany przez bakterie glebowe
W glebie są jednak bardzo ważne i jeszcze nie w pełni wykorzystane w rolnictwie bakterie wolnożyjące wiążące azot z powietrza – Azotobacter i Clostridium. Ich potencjał jest duży a wynika to z faktu, że przecież powietrze atmosferyczne zawiera ponad 78% azotu. Jeżeli by policzyć ilość powietrza nad każdym hektarem ziemi, to okaże się, że na 1 ha powierzchni przypada aż 86 000 t azotu. Trzeba wiedzieć, że 1 m sześcienny powietrza waży 1,2 kg, a 78% z tego stanowi azot. Jeżeli weźmiemy pod uwagę tylko jeden metr powietrza nad jednym hektarem, to znajduje się w nim aż ok. 10 ton.
To olbrzymie ilości azotu, ale azotu dostępnego dla roślin dopiero w formie cząsteczkowej NH3. Każdy rolnik wie o potencjale wiązania tego azotu przez opisane wcześniej bakterie brodawkowe rodzaju Rhizobium i Bradyrhizobium współżyjące z bobowatymi. Ten azot z powietrza mogą wiązać także wspomniane wolnożyjące bakterie Azotobacter i Clostridium, wśród których znaczenie ma Azotobacter vineladii już wykorzystywany w produktach dla rolnictwa (produkt o nazwie Rhizosum N). Bakterie Azotobacter vineladii po aplikacji zasiedlają ryzosferę roślin dzięki czemu wiązany azot jest łatwo i szybko dostępny. Bakterie zapewniają roślinom zaopatrzenie w azot nawet w niekorzystnych warunkach (susza, zimno). Te bakterie po aplikacji do gleby stają się żywą fabryką azotu wiążąc go i udostępniając roślinom z powietrza na zasadzie zbliżonej do funkcjonowania bakterii brodawkowych.
Marek Kalinowski
