Czy można zmniejszyć dawki azotu?

W obecnej sytuacji wielu rolników zastanawia się czy można zmniejszyć dawki azotu. Oszczędności na azocie sprowadzają się do optymalizacji warunków pobierania i przetworzenia pobranego składnika w biomasę roślinną, a następnie w plon użytkowy. O procesach tych decyduje szereg czynników, w tym odczyn gleby i jej zasobność w pozostałe składniki pokarmowe.

Odpowiedź na powyższe pytania, bo przed takimi został postawiony obecnie rolnik, jest trudne, aczkolwiek nie jest niemożliwe, co najmniej teoretycznie. W praktyce, czyli na poziomie operacyjnym podejmowanych decyzji przez rolnika, kwestia ta sprowadza się do ustalenia:

1. gatunków uprawianych roślin (ozimin i planowanych jarych),
2. potrzeb pokarmowych uprawianych roślin,
3. poziomu zasobności gleby na poszczególnych polach gospodarstwa,
4. zmienności potencjału produkcyjnego pola,
5. akceptowalnego ekonomicznie poziomu spadku plonu w wyniku redukcji dawki azotu. 

Pierwszy punkt – w powiązaniu z 5. – jest kluczowy do opracowania racjonalnego planu nawozowego w gospodarstwie, niezależnie od jego wielkości. Nie ma prawie żadnej możliwości redukcji dawek azotu w strategicznych uprawach, jakimi są rzepak ozimy, pszenica ozima i buraki cukrowe. Niektóre uprawy, takie jak zboża paszowe i kukurydza, pozwalają na pewne, lecz ograniczone działania nastawione na redukcję dawki azotu. 

Tab. 1. Akumulacja jednostkowa składników pokarmowych przez rzepak ozimy*

Brak możliwości redukcji dawki azotu

Rzepak ozimy – jak dostosować dawki azotu?

W rzepaku ozimym o dawce azotu winien decydować stan roślin po spoczynku zimowym. W tabeli 1 zestawiono potrzeby pokarmowe tej rośliny. W istocie rzeczy plon pojedynczej rośliny w obecnym momencie wegetacji rzepaku jest już w znacznym stopniu określony. Podstawowym zadaniem rolnika jest tylko dostosowanie dawki azotu do potencjału produkcyjnego plantacji. Racjonalna analiza potrzeb nawozowych plantacji wymaga śledzenia stanu roślin od początku fazy spoczynku zimowego (II połowa listopada; tuż przed tym okresem w roślinie wystąpiły procesy kształtujące potencjał plonowania pojedynczych roślin) aż do stadium rozety (koniec marca – początek kwietnia; BBCH 30).

W warunkach wegetacji, gdy na roślinach ujawniają się tuż po ruszeniu wegetacji (0^°C) a przed zastosowaniem pierwszej dawki azotu, objawy niedoboru tego składnika, wskazane jest natychmiastowe nawożenie. Kluczowy jest termin zastosowania azotu, który w Polsce określają przepisy prawne. Są wystarczające dowody naukowe, aby ten niekorzystny dla rolników w Polsce termin zmienić. Objawy niedoboru azotu występujące zimą, gdy temperatury oscylują wokół 0°C, oznaczają, że w strefie ukorzenienia się rzepaku występują niedobory azotu mineralnego, w tym azotanów. Jest to pośredni wskaźnik znikomego prawdopodobieństwa wymycia azotanów z gleby po zastosowaniu nawozu azotowego.

Gdzie zatem oszczędność na azocie? 

Problem w istocie rzeczy sprowadza się do oceny stanu roślin, szerzej plantacji w momencie ruszenia wegetacji, a następnie w stadium BBCH 30. Dobry stan roślin w poprzedzającym BBCH 30 to wskazówka do zastosowania 2. dawki w celu uzyskania plonu wyższego od podanego powyżej. Przeciętny bądź też słaby stan łanu wskazuje na to, że azot zastosowany we wskazanej dawce nie został pobrany przez rośliny. Rolnik musi sobie zadać pytanie: dlaczego? Stosowanie 2. dawki azotu w takich warunkach nie jest więc produkcyjnie uzasadnione. Wskazane jest natomiast dolistne dokarmienie roślin azotem wraz z P, Mg, S. Dlaczego? Aby uruchomić procesy sprawnego pobierania azotu z gleby. 

Pszenica ozima – czy można zredukować dawki azotu?

Nie mniej trudnym wyzwaniem dla rolnika jest redukcja dawki azotu w pszenicy konsumpcyjnej, gdyż nie tylko plon, lecz także zawartość białka wpływa na wartość rynkową ziarna. O plonie ziarna decyduje liczba ziarniaków (gęstość ziarniaków) na jednostce powierzchni (sztuki/m²) i masa ziarniaków (MTZ, g). Wartość pierwszego wskaźnika plonu określa liczba kłosów (sztuki/m²) i liczba ziarniaków w kłosie. Pierwsza cecha wykształca się w okresie od początku strzelania w źdźbło do kłoszenia.  W pszenicy konsumpcyjnej gwarancją dobrego plonu jest wyrównanie wielkości kłosów. Liczba kłosów z jednej rośliny musi podlegać skutecznej kontroli (1,5 do maksimum 2?! na roślinę), która obejmuje ilość wysianego ziarna oraz masy i rozkładu dawek azotu. Drugą składową gęstości ziarniaków jest liczba ziarniaków w kłosie. Cecha ta wykształca się długim okresie wegetacji pszenicy, lecz kluczowymi fazami są wzrost kłosa w pochwie liściowej i kłoszenie.

O wielkości tej cechy decyduje stan odżywienia pojedynczej rośliny azotem (masa azotu na 1 źdźbło). Im większa, tym w kłosie wykształca się więcej płodnych kwiatków, a tym samym łan wykazuje nie tylko większy potencjał plonotwórczy, lecz także wymaga więcej azotu w okresie nalewania ziarna. Za utrzymanie tego stanu odpowiedzialne jest nie tylko zaopatrzenie rośliny w azot, lecz także w takie składniki, jak K i Mg. O wartości przemiałowej ziarna decyduje zawartość w nim białka. Pszenica w okresie nalewania ziarna pobiera z gleby nawet do ¹/₃ ilości azotu zgromadzonego w masie wegetatywnej przed kwitnieniem. W praktyce najlepsze efekty plonotwórcze uzyskuje się, stosując azot w fazie kłoszenia. W okresie nalewania ziarna pszenica, aby uzyskać odpowiednią zawartość białka, musi pobrać z gleby od pełni kłoszenia do dojrzałości pełnej od 6 do 8 kg N/1 t ziarna.

W sytuacji niedoboru składnika w głębszych warstwach gleby, a taki stan występuje na większości intensywnie prowadzonych stanowisk, azot w ziarnie ulegnie rozcieńczeniu (< 2,0% N). Dla plonu ziarna na poziomie 8 t/ha, zawartości N w ziarnie, na poziomie 11,5% oraz przy wykorzystaniu N z nawozu nie mniejsze niż 50%, dawka nawozowa składnika wyniesie ok. 20 kg/ha. Natomiast uzyskanie zawartości białka w ziarnie na poziomie 12% wymaga zastosowania 30–40 kg N/ha. Dalszy wzrost zawartości azotu w ziarnie wymaga także zwiększenia dawki azotu. 

Dawka azotu – od czego zależy?

Realna dawka nawozowa azotu zależy od dwóch czynników. Pierwszym z nich jest możliwy do uzyskania plon ziarna. Większa gęstość ziarniaków oznacza większy plon, a tym samym większe zapotrzebowanie łanu na azot. Wielkość potrzeb można określić już w stadium początku kłoszenia. Drugim czynnikiem korygującym dawkę N jest stan odżywienia roślin, co można pośrednio wzrokowo określić na podstawie intensywności barwy zielonej i to nie tylko liścia flagowego, lecz także liści dolnych. Lepiej jednak posłużyć się profesjonalnym narzędziem do pomiaru stanu odżywienia, np. N-testerem. Na tej podstawie można dość precyzyjnie ustalić lub skorygować (podaną powyżej) tzw. dawkę azotu na kłos. 

Buraki cukrowe 

W grupie roślin wymagających pełnego nawożenia azotem, gdyż przy spadku dawki nastąpi także znaczny spadek plonu korzeni (nie zawsze cukru), są buraki cukrowe. Roślina ta w odróżnieniu od pszenicy konsumpcyjnej nie produkuje białka, lecz tylko cukier (sacharozę), a więc nie wymaga stosowania dużych dawek azotu, jednak zastosowany składnik musi działać sprawnie. Trzeba być w pełni świadomym, że potencjał plonowania korzeni w danym stanowisku ustala się dość wcześnie, w okresie zwierania rzędów. Nawożenie azotem musi więc zostać wykonane i to z użyciem sprawnie działających nośników tego składnika przed tym okresem. W warunkach glebowo-klimatycznych Polski warunek ten spełnia saletra amonowa zastosowana w dawce do 50 kg/ha przed siewem i w dawce uzupełniającej w stadium w pełni wykształconej 2. (3.) pary liści. Jakakolwiek redukcja dawki azotu powyżej optimum spowoduje spadek plonu. Trzeba więc dobrze, wręcz precyzyjnie, wyznaczyć dawkę azotu. Trzy elementy należy uwzględnić w trakcie obliczania dawki azotu: 

1. zapotrzebowanie plantacji na azot dla założonego poziomu plonu korzeni,
2. nagromadzenie jednostkowe azotu w plonie użytkowym (korzenie),
3. zasoby azotu mineralnego w glebie.

Możliwe rozwiązania alternatywne – wspomagające gospodarkę azotem

W grupie roślin uprawnych, w których można poczynić oszczędności bez wyraźnego spadku plonu przy redukcji dawki nawozowej azotu, znajdują się wszystkie zboża paszowe i kukurydza. Oszczędności w tej grupie roślin winny uwzględniać dwa podstawowe rozwiązania. Pierwszym jest gatunek zboża lub klasa wczesności kukurydzy, a drugim – możliwość zastosowania tzw. tańszych nośników azotu. Złe stosowanie takich nośników azotu nie zawsze jest w rzeczywistości ekonomicznej tańsze.

Zboża paszowe

W uprawie zbóż – zarówno ozimych, jak i jarych – w niepamięć odeszły mieszanki motylkowato-zbożowe. Kto dzisiaj praktykuje uprawę żyta, pszenżyta (fot. 1), ewentualnie pszenicy paszowej z wyką ozimą? Nie jest i nie powinna to być domena tylko rolników małoobszarowych. Istotą produkcyjną i ekonomiczną tego systemu produkcji roślinnej jest wykorzystanie potencjału wyki do wiązania azotu atmosferycznego, a następnie transferu składnika do rośliny zbożowej. Tego typu uprawa wymaga jednak precyzyjnego ustalenia dawki wysiewu obu gatunków roślin, tak aby nie nastąpiło zagłuszenie wyki. Do tego odczyn gleby musi być uregulowany dla wymagań wyki, aby zmaksymalizować potencjał roślin do wiązania N₂. Warunkiem niezbędnym jest odpowiednio wysoki poziom zasobności gleby w Ca, P, K, Mg i S. Objawy niedoboru składników mineralnych (Mg, K), jak pokazano na fotografii 1, czynią to rozwiązanie wątpliwym.

Optymalizacja gospodarki azotem w zbożach jarych

Jeszcze większe możliwości optymalizacji gospodarki azotem daje uprawa zbóż jarych. Minimalnym rozwiązaniem oszczędnościowym jest powszechna w gospodarstwach małoobszarowych uprawa mieszanek zbożowych. Zaletą tego rozwiązania, np. w zasiewie jęczmienia i owsa, jest eksploatacja zasobów azotu z różnych głębokości. Owies ma głębszy zasięg korzeni niż rośliny jęczmienia. Zadanie rolnika sprowadza się do doboru odmian i określenie struktury udziału obu gatunków w łanie. O przyjętym rozwiązaniu winny decydować warunki klimatyczne regionu (rozkład opadów późną wiosną) i warunki glebowe.

Mieszanki zbożowo-strączkowe

W dobie kryzysu azotowego optymalnym rozwiązaniem w uprawie zbóż jarych są mieszanki zbożowo-strączkowe. Dobór roślin motylkowatych jest znacznie szerszy niż w zbożach ozimych. Poza wyką jarą rolnik ma do dyspozycji groch polny, a także całą paletę łubinów. Celem mieszanki zbożowo-strączkowej jest wykorzystanie potencjału rośliny motylkowatej do wiązania azotu i częściowego transferu składnika do rośliny zbożowej. Nie oznacza to redukcji całkowitej dawki azotu. Dawkę startową azotu trzeba wprowadzić zwłaszcza w stanowiskach po zbożach. W pełni wegetacji dawka azotu zależy od stanu łanu, w tym od udziału roślin strączkowych. Trzeba mieć na uwadze to, że rośliny strączkowe nie wiążą efektywnie N₂ wtedy, gdy: 

1. w glebie znajduje się zbyt dużo azotu mineralnego,
2. odczyn gleby jest poniżej wymaganego dla uprawianej rośliny strączkowej,
3. zasobność gleby w Ca jest mała (dotyczy większości gleb w Polsce), 
4. zasobność w P, K, Mg mieści się w klasie niskiej. 

Warto też wiedzieć, że rośliny strączkowe, zakwaszając glebę, uruchamiają zasoby K, Ca, Mg, lecz tylko wtedy, gdy w glebie znajdują się jakiekolwiek zasoby tych składników. 

Kukurydza

Roślina ta zdominowała krajobraz rolniczy Polski w ostatnich kilku latach. Kukurydza ma duży potencjał plonotwórczy, lecz pod warunkiem dobrej zasobności gleby w składniki pokarmowe. Potencjał plonowania kukurydzy ustala się już w stadium 5. liścia. Jakikolwiek niedobór wody, azotu bądź też czynników środowiskowych i żywieniowych, ograniczających pobieranie obu tych składników, prowadzi do karłowacenia rośliny (fot. 2), a tym samym do spadku plonu zarówno masy, jak i ziarna. Kukurydza jest rośliną efektywnie gospodarującą azotem w okresie wegetacji.

Nie potrzebuje dużych dawek azotu w nawozach, gdyż efektywnie pobiera ten składnik z gleby. Warunkiem podstawowym jest sprawny wzrost roślin w pierwszym okresie wegetacji bądź do stadium 5. liścia. Dynamiczny wzrost roślin, poza warunkami pogodowymi, co jest istotnym czynnikiem w naszych warunkach klimatycznych, wymaga umiarkowanego zaopatrzenia w azot, co zapewnia dominacja formy azotanowej i składników odpowiedzialnych za pobieranie azotu. Dlatego należy zadbać odczyn gleby i poziom zawartości dostępnych form P, K i Mg (fot. 3). 

Czy na tej roślinie można zaoszczędzić, stosując mniej azotu?

Odpowiedź jest dość jednoznaczna: nie. Można jednak bardzo dobrze wykorzystać nawozy naturalne, w tym klasyczną gnojowicę bądź też gnojówkę. Alternatywnym rozwiązaniem są niektóre nośniki azotu, np. obecny już na rynku mocznik UFF (ang. Urea Fatty Fraction). Jednakże nawet w tym przypadku nie wolno przesadzić. Wszystkie te nośniki azotu wprowadzają do gleby azot w formie amonowej, organicznej lub amidowej. Kukurydza w pierwszym okresie wegetacji wymaga form azotu szybko działających (azotanowej). Nadmiar N-NH₄, co często zdarza się, prowadzi do zakłócenia pobierania przez roślinę w pierwszej kolejności K, a w drugiej Ca i Mg.

Prof. dr hab. Witold Grzebisz, UP w Poznaniu

Artykuł ukazał się w czasopiśmie Agro Profil 03/2022