Nawożenie azotem: specyfika i zastosowanie

Szczególną uwagę poświęca się nawożeniu azotem, ponieważ jest to składnik odżywczy, który ma największy wpływ na plon. Jednakże w przypadku niewłaściwego stosowania (w niewłaściwym czasie, formie lub dawce), cykl naturalny powoduje jego niepotrzebną utratę. Obniża to wydajność nawożenia, a koszty nawozów azotowych i ich stosowania nie przekładają się na oczekiwane plony.

Aby zrozumieć złożoność wykorzystania azotu w produkcji roślinnej i jego wpływ na ekosystem, warto przypomnieć o przemianach azotu w glebie. Na warunki przemiany azotu mają wpływ właściwości gleby oraz warunki pogodowe. Trudno jest jednak przewidzieć pogodę w dłuższej perspektywie, dlatego konieczne jest uwzględnienie aktualnych warunków panujących w roku w odniesieniu do nawożonych upraw, dawki i postaci zastosowanego azotu. W związku z tym zasadniczo nie jest możliwe opracowanie "gwarantowanej" metody nawożenia azotem, ale można oprzeć się na wiedzy na temat opisanych poniżej przemian.

Azot w glebie

W ciągu roku występują znaczne zmiany w zawartości azotu nieorganicznego w glebie. Wiosną, od kwietnia do maja, ocieplenie gleby zwiększa aktywność mikroorganizmów, a zawartość azotu mineralnego osiąga maksymalne wartości (maksimum wiosenne).

 W trakcie wegetacji zużycie azotu przez rośliny oraz stopniowa redukcja intensywności mineralizacji zmniejsza zawartość azotu mineralnego w glebie do stosunkowo stabilnej wartości tuż przed i po żniwach (minimum letnie).

W sprzyjających warunkach wilgotnościowych i temperaturowych zawartość N-Min w glebie jesienią zaczyna wzrastać poprzez mineralizację resztek pożniwnych (maksimum jesienne), a następnie spada ponownie przed zimą, ponieważ aktywność mikroorganizmów spada z powodu spadku temperatury.

Ta duża zmienność sezonowa azotu mineralnego w glebie musi być przestrzegana i wykorzystywana w praktycznym żywieniu roślin przy określaniu dawek azotu dla poszczególnych upraw przed siewem, jak również podczas nawożenia w okresie wegetacji.

Mineralizacja

Mineralizacja to proces rozkładu materii organicznej w glebie, podczas którego z wiązań organicznych uwalniane są substancje pokarmowe, które mogą być wykorzystywane przez rośliny.

Przez mineralizację organicznej substancji azotowej rozumie się ogólnie proces amonifikacji, czyli przemiany związków organicznych w amoniak. W warunkach panujących w Republice Czeskiej 50-90 kg N/ha jest uwalnianych do gleby uprawnej w sezonie wegetacyjnym podczas mineralizacji.

Czynniki wpływające na mineralizację:

• Temperatura: Optymalna temperatura dla mineralizacji wynosi około 30 °C; gdy temperatura spada o 10 °C, jej intensywność spada o 50 %. Mineralizacja jest bardzo niska w niskich temperaturach i prawie ustaje w okolicach 0 °C.
• Wilgotność: Zmiana wilgotności ma mniejszy wpływ na mineralizację niż temperatura. Mineralizacja jest bardziej intensywna, gdy susza i okresy wilgotne są naprzemienne. W środowisku suchym istnieje większe ryzyko strat w wyniku ulatniania się N.
• Powietrze: Proces mineralizacji odbywa się w warunkach tlenowych i beztlenowych przy pomocy wielu mikroorganizmów i bezkręgowców.
• pH: Wpływ odczynu glebowego w zakresie pH 5-8 jest bardzo mały.
• Mineralizacja odbywa się szybciej w ryzosferze, co pozwala na łatwiejsze uwalnianie ulegających rozkładowi substancji.
• Ilość i jakość materii organicznej w glebie. Jakość to proporcja C/N. Wraz ze wzrostem stosunku C/N ilość uwolnionego azotu do roztworu glebowego gwałtownie maleje.
• Typ gleby: mineralizacja jest szybsza na glebach piaszczystych niż gliniastych i ilastych.
• Dodanie azotu do gleby ma również pozytywny wpływ na przyspieszenie mineralizacji.

Zalecenia

W odpowiednich warunkach do mineralizacji rośliny mają wystarczającą ilość azotu mineralnego, często więcej niż w przy nawożeniu azotowym.

Konieczne jest zwiększenie dawek nawozów azotowych oraz stosowanie nawozów saletrzanych w warunkach suchej pogody (jak również w niskich temperaturach), a w okresach wilgotnych i ciepłych możliwe jest zmniejszenie dawek azotu, z wyjątkiem bardzo lekkich gleb.

Nitryfikacja

Amoniak uwalniany w procesie mineralizacji (amonifikacja) wchodzi w różne procesy, przede wszystkim jako główne źródło nitryfikacji. Nitryfikacja jest kluczowym procesem w wielu glebach i ekosystemach, ponieważ przekształca stosunkowo nieruchomą formę amonową w wysoce ruchliwą formę azotu azotanowego. Czyni to azot składnikiem odżywczym dostępnym dla roślin, ale istnieje również ryzyko jego utraty poprzez wymywanie i denitryfikację.

Czynniki wpływające na nitryfikację

• Temperatura: Optymalna temperatura dla procesu nitryfikacji w glebie wynosi od 25 do 30 °C; w temperaturach poniżej 15 °C jest ograniczona, a w temperaturach poniżej 5 °C odbywa się jedynie w minimalnym zakresie.
• Wilgotność: Optymalna wilgotność gleby dla celów nitryfikacji wynosi 70 % minimalnej pojemności powietrza. Nitryfikacja ustaje w suchych warunkach.
• Napowietrzanie: nitryfikacja jest procesem tlenowym i dlatego jest szybsza na glebach napowietrzanych.
• pH: Nitryfikacja odbywa się optymalnie w zakresie pH 6,5-8,5; przy pH poniżej 6,5 spada intensywność nitryfikacji i zatrzymuje się poniżej 5.

Zalecenia

Na stopień nitryfikacji wpływa również rodzaj stosowanego nawozu. Azot dostarczany w postaci amonowej w nawozach zawierających siarczan amonu jest powoli nitryfikowany, natomiast azot z mocznika jest bardzo szybko nitryfikowany. Po stosunkowo krótkim czasie (5-7 dni) proces nitryfikacji jest podobny do procesu przemian azotu dostarczanego do nawozów na bazie saletry amonowej (wykres 2). Niektóre rodzaje nawozów mocznikowych zawierają inhibitory nitryfikacji, ale należy podkreślić, że na ich działanie duży wpływ mają również warunki pogodowe.

W ciepłej i suchej pogodzie inhibitory te mogą paradoksalnie zmniejszać dostępność azotu z mocznika, zwłaszcza gdy aplikuje się go na powierzchnie ziemi uprawnej, powodując straty amoniaku w wyniku ulatniania się.

Denitryfikacja

W przeciwieństwie do nitryfikacji, denitryfikacja jest procesem redukcji, w którym azotany są redukowane do tlenków azotu i azotu elementarnego w obecności łatwo rozpadających się substancji organicznych. W naszych warunkach denitryfikacja wywołana przez beztlenowe mikroorganizmy, które wykorzystują tlen z azotanów podczas rozkładu, jest bardzo powszechna.

Czynniki wpływające na denitryfikację

• Temperatura: Optymalna temperatura denitryfikacji w glebie wynosi od 25 do 30 °C; w temperaturach poniżej 10 °C denitryfikacja odbywa się tylko w ograniczonym zakresie.
• Wilgotność: najwyższe wartości denitryfikacji osiąga się przy nasyceniu gleby wynoszącym od 60 do 100 % minimalnej pojemności powietrza.
• Napowietrzanie: Denitryfikacja ma miejsce podczas niewystarczającego napowietrzania gleby (w warunkach beztlenowych).
• pH: Denitryfikacja odbywa się przy pH 6-8; przy pH poniżej 5,5 intensywność denitryfikacji spada.

Zalecenia

Najważniejsze jest, aby w glebie nie występowała wysoka zawartość azotanów, zwłaszcza pod koniec okresu wegetacyjnego i po nim, kiedy istnieje zwiększone ryzyko wysokiej zawartości wody w glebie, a co za tym idzie, ograniczonej zawartości tlenu.

Wolne azotany w glebie mogą być wykorzystywane przez uprawy ozime jesienią, ale jeśli zamiast tego następować będą uprawy jare, należy zastosować nawóz zielony w celu zmniejszenia strat azotu. Dotyczy to również ograniczenia wymywania N poza sezonem wegetacyjnym.

Jednak mikroorganizmy nie wykorzystują azotu azotanowego podczas rozkładu słomy, ponieważ jego pobór jest energochłonny, a więc w większości wykorzystują one azot amonowy. Straty denitryfikacji są większe szczególnie przy nawożeniu azotowym jesienią. Intensywność denitryfikacji wzrasta wraz ze wzrostem stężenia NO3- w glebie, w związku z czym może ona tracić do 40% azotu z zastosowanych nawozów azotowych w wyniku denitryfikacji

Ulatnianie się

Proces ulatniania się azotu to proces utraty azotu z gleby spowodowany odparowaniem amoniaku z górnych warstw gleby. Straty w wyniku ulatniania się wynoszą około 5 %, ale mogą sięgać nawet ponad 25 % zastosowanego azotu, w zależności od warunków glebowo-klimatycznych, dawki i formy nawozu, a także metody i czasu jego stosowania.

Czynniki wpływające na proces:

• Temperatura: Podwyższanie temperatury powoduje większe uwalnianie amoniaku.
• Wilgotność: Gdy spada zawartość wody w glebie (zwłaszcza na jej powierzchni), amoniak uwalnia się w większej ilości.
• Napowietrzanie: Większa lotność amoniaku występuje w warunkach beztlenowych.a
• pH: Na ulatnianie się amoniaku przeważający wpływ ma wartość pH; najczęściej występuje na glebach alkalicznych.
• Typ gleby: zawartość cząstek ilastych (oraz stabilnych substancji organicznych) zmniejsza straty amoniaku poprzez ulatnianie się.

Zalecenia

Ulatnianie następuje po aplikacji nawozów zawierających dużą ilość N amonowego (takich jak gnojowica, gnojówka, osady ściekowe i obornik) na powierzchnię gleby (pogłównie). W tym przypadku decydujące znaczenie ma sposób i szybkość aplikacji nawozu, szczególnie w pierwszych godzinach po jego zastosowaniu. Azot jest ulatniany w podobny sposób podczas powierzchniowego stosowania nawozów mineralnych zawierających amoniak lub w których tworzy się amoniak (np. mocznik).

Wykorzystana literatura jest dostępna u autorów.

Sponsorowane przez Ministerstwo Rolnictwa w ramach Projektu nr QH 910 

Ing. Jindřich Černý, Ph.D 
Prof. Ing. Václav Vaněk, CSc.
Ing. Ondřej Kozlovský, Ph.D. 
The Czech University of Life Sciences in Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources
Department of Agroenvironmental Chemistry and Plant Nutrition

Czeski Uniwersytet Przyrodniczy w Pradze

Wydział Agrobiologii, Żywności i Zasobów Naturalnych

Zakład Chemii Rolnośrodowiskowej i Nawożenia Roślin

Source: ČERNÝ, Jindřich, Václav VANĚK a Ondřej KOZLOVSKÝ. Hnojení dusíkem: specifika a aplikace. Zemědělec.cz [online]. 2011, , 1 [cit. 2018-02-12]. Dostupné z: http://zemedelec.cz/hnojeni-dusikem-specifika-a-aplikace/

Aktualizacja 01.06.2022