Optymalne wykorzystanie składników pokarmowych przez rośliny jest możliwe przy właściwym dawkowaniu nawozów. Powinny być one stosowane w takiej ilości, aby wraz z pulą składnika dostępnego w glebie pokryły potrzeby pokarmowe roślin.
Czy ilość azotu glebowego kształtuje system uprawy?
Należy pamiętać, że dawkę azotu mineralnego zawsze ustalamy pod uprawę konkretnego gatunku rośliny, aktualnej kondycji roślin oraz zasobności gleby. Na przykład, w przypadku uprawy zbóż w monokulturze, zaleca się zastosować 25–30 kg/ha azotu już przedsiewnie, celem optymalnego zaopatrzenia roślin w azot w początkowych fazach ich rozwoju. Jeśli nie uwzględnia się tej zasady, należy to zrobić w wiosennej dawce azotu. Z nawożenia można zrezygnować w przypadku, gdy jesienią były stosowane nawozy naturalne. Należy wówczas skorygować dawkę azotu mineralnego o ilości tego składnika wniesione z obornikiem lub gnojowicą.
Badania naukowe prowadzone nad azotem mineralnym potwierdzają, że oprócz właściwości klimatycznych i glebowych, mikroorganizmy glebowe mogą bezpośrednio wpływać na kształtowanie się zawartości Nmin w glebie. Rośliny pobierają przede wszystkim azot nieorganiczny i tylko w ekstremalnych warunkach mogą wchłonąć niewielką część niskocząsteczkowego azotu organicznego. Dopiero gdy azot organiczny zostanie zmineralizowany do azotu nieorganicznego, może być łatwo pobrany przez rośliny.
Zgodnie z badaniami Keuper i in. (2017) zmiany w biomasie mikroorganizmów glebowych mają duży wpływ na zmiany zawartości Nmin w glebach, a zmiany biomasy mikroorganizmów glebowych zależą od sposobu użytkowania gruntów (orne, bezorkowe, płodozmian, monokultura).
Analizy zawartości azotu mineralnego w glebie
Mineralizacja azotu w glebie (Nmin), czyli przekształcanie N organicznego w nieorganiczny, jest zatem ważna dla produktywności ekosystemów rolniczych i obiegu składników pokarmowych. Równowaga między mineralizacją a immobilizacją (Nmin netto) zmienia się w zależności od właściwości gleby i klimatu. Stąd też jednym z podstawowych wskaźników pozwalających oszacować zasoby tego składnika w glebie jest oznaczenie zawartości azotu mineralnego tzw. Nmin w glebie w okresie wczesnej wiosny.
Analizy zawartości azotu mineralnego w glebie prowadzi się przeważnie dla potrzeb wykorzystania ich w doradztwie nawozowym oraz dla oceny skutków nawożenia azotem w aspekcie ochrony środowiska. Dla potrzeb doradztwa nawozowego istotna jest ocena zawartości składnika w strefie zasięgu systemu korzeniowego roślin uprawnych, tj. do głębokości 60 cm. Natomiast w celu oszacowania potencjalnego ryzyka dla wód, wynikającego z przenawożenia azotem, a więc nadmiaru jego w glebie, konieczna jest analiza profilu glebowego do głębokości 90 cm.
Ze względu na zmienność tego składnika w glebie zalecane jest coroczne określenie zawartości Nmin do oceny potrzeb nawożenia roślin i ustalenia wielkości dawek azotu. Dla oceny stanu środowiska glebowego zawartość azotu mineralnego oznacza się w próbkach glebowych pobranych jesienią. Badania prowadzone są w celu określenia ilości azotu pozostającego w glebie, na skutek niewykorzystania przez rośliny, gdyż nadmierna ilość azotu pozostawiona jesienią w glebie stwarza niebezpieczeństwo wymycia azotanów poza strefę korzeniową do wód gruntowych i w związku z tym ich zanieczyszczenie.
Planując nawożenie wiosenne, można odjąć od potrzeb pokarmowych roślin (przy określonym plonie) ilość azotu znajdującego się w glebie. W tym celu wykonuje się wczesną wiosną test azotu mineralnego Nmin. Przed lub w okresie ruszenia wegetacji ozimin oraz przed siewem roślin jarych należy pobrać próbki gleby z dwóch głębokości gleby: 0–30 i 30–60 cm i wykonać analizy gleby na zawartość azotu mineralnego. Oznaczenia można wykonać w okręgowych stacjach chemiczno-rolniczych. Wynik podawany jest w kg Nmin w glebie do 60 cm na powierzchni 1 ha (przykład wyniku badania w tabeli 1).
Zawartość Nmin w kg/ha obliczana jest z uwzględnieniem odpowiedniego dla badanej próbki kategorii agronomicznej gleby i jest iloczynem zawartości Nmin (mg/kg s.m.) oraz przelicznika:
Kategoria agronomiczna gleby – przelicznik:
- bardzo lekka – 4,6;
- lekka – 4,5;
- średnia – 4,3;
- ciężka – 3,9.
Otrzymaną wartość należy następnie przyporządkować do jednej z klas zasobności azotu mineralnego wg przedziałów zawartości azotu mineralnego w kg/ha w zależności od kategorii agronomicznej badanej gleby opracowanych w IUNG – PIB (tabela 2).
Niska zawartość Nmin w badanej glebie oznacza konieczność uzupełnienia azotu glebowego, poprzez zastosowanie odpowiedniej dawki mineralnych nawozów azotowych. W przypadku zawartości bardzo niskiej lub niskiej zalecaną dawkę azotu należy zwiększyć o różnicę pomiędzy zawartością Nmin oznaczoną w glebie i dolną granicą zawartości średniej dla takiej gleby. Natomiast bardzo wysoka i wysoka wartość mineralnego azotu w glebie zaleca opóźnienie wysiewu i zmniejszenie wielkości dawki azotu, tak aby nie zwiększać strat azotanów z gleby do wód gruntowych i powierzchniowych, spowodowanych wymywaniem tego składnika. Wówczas planowaną dawkę można zmniejszyć o różnicę pomiędzy zawartością Nmin stwierdzoną w badanej glebie i górną granicą zawartości średniej dla tej kategorii gleby. Jeśli wynik mieści się w przedziale zawartości średniej, to dawka azotu pozostaje taka sama. Należy zwrócić uwagę na kondycję roślin po długim okresie zimowym oraz określić poziom przewidywanego plonu.
Badanie azotu zestawem Nitrat 2000
Badania zawartości azotu nie są objęte programem badań masowych, ogranicza je również krótki termin pobierania prób. W praktyce, z formy takiego doradztwa korzystają wciąż nieliczni rolnicy z uwagi na niemałe koszty pobrania prób i analizy. Dobrym rozwiązaniem w praktyce rolniczej pozwalającym zmniejszyć logistyczne problemy utrudniające stosowanie testu Nmin na większą skalę w gospodarstwach jest komercyjny zestaw do pomiaru stężenia jonów azotowych z zastosowaniem elektrod jonoselektywnych – zestaw Nitrat 2000.
Zestaw ten zawiera wszystkie materiały i odczynniki niezbędne do wykonania analizy oraz elektrodę jonoselektywną, umożliwiającą pomiar aktywności jonów azotanowych. Uzyskaną wartość przelicza się na stężenie azotanów w roztworze ekstrakcyjnym wg formuły podanej przez producenta w dołączonej instrukcji wykonania analizy. Do zestawu dodatkowym sprzętem koniecznym do wykonania pomiaru jest waga i wytrząsarka (próbka gleby z roztworem ekstrakcyjnym musi być wytrząsana przez ok. 30 min).
Prace porównawcze polegające na analizie próbek gleby metodą laboratoryjną i z wykorzystaniem zestawu Nitrat 2000 przeprowadzono w IUNG – PIB. Uzyskane wyniki oznaczeń za pomocą obu metod były dobrze skorelowane.
Od pogody zależy mineralizacja azotu
Należy mieć na uwadze następującą zależność, że mineralizacja azotu w glebie zależy od przebiegu pogody i ilości opadów. Jest to stan dynamiczny. Z tego względu przy ustalaniu wielkości pierwszej, pogłównej dawki azotu pod oziminy koniecznie należy uwzględniać opady śniegu. W przypadku wystąpienia dużych opadów śniegu w okresie zimy, potrzeby azotowe roślin będą zawsze większe. Wystąpienie dużych opadów śniegu w warunkach umiarkowanej temperatury powietrza sprawia, że w glebie znajduje się mało azotu mineralnego. Natomiast po zimach suchych, ale mroźnych, zapasy tego składnika w glebie są duże.
Jeśli opady śniegu przekroczyły normę, a więc w glebie będzie niska zawartość azotu mineralnego, to w pierwszej dawce pogłównej można orientacyjnie zastosować 90 kg N/ha. W przypadku zaś jeśli opady były niższe od normy, należy wysiać 40 kg N/ha w pierwszej dawce pogłównej. W przypadku ustalenia wielkości drugiej dawki pogłównej pod oziminy należy z kolei uwzględnić ilość azotu uwalnianego z mineralizacji próchnicy. Dawkę azotu trzeba zwiększyć również w przypadku, gdy wiosenna pogoda nie sprzyja mineralizacji próchnicy, a więc przy niskich temperaturach powietrza i małych opadach, natomiast gdy opady są obfite, a temperatura powietrza wysoka, dawkę azotu zmniejszyć. W warunkach niesprzyjających mineralizacji materii organicznej druga dawka pogłówna azotu powinna wynosić 60 kg N/ha, a w sprzyjających do 30 kg N/ha.
Zawartość Nmin w glebie jest zazwyczaj większa w dobrze napowietrzonych glebach pochodzących z bardziej wilgotnego klimatu na niższych szerokościach geograficznych. Na razie trwa astronomiczna zima, która w grudniu nie była śnieżna, nie doszło do zwiększonego zjawiska wypłukiwania części azotu z zasięgu systemu korzeniowego, ale to dopiero na przedwiośniu można będzie oszacować zasoby Nmin w glebie.
Dr hab. Dorota Pikuła
IUNG – PIB Puławy
