Plonowanie roślin w aspekcie pobrania składników pokarmowych
Karolina Frąckowiak – Pawlak
Każdy żywy organizm, w tym i roślina, aby tworzyć biomasę musi wbudować w swoje struktury składniki pokarmowe w postaci białek i innych substancji. To odpowiednie odżywienie roślin, pobranie składników pokarmowych w odpowiednich ilościach i proporcjach, gwarantuje uzyskanie wysokich plonów. Im większa jest akumulacja i dostępność składników tym większy plon osiągają rośliny.
Na bazie wieloletnich badań wykonano analizę wpływu UGmax na pobranie składników pokarmowych. Jako bazę wykorzystano między innymi plony roślin uprawnych uzyskane na przełomie lat 2005-2011 w Katedrze Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska UP w Poznaniu. Doświadczenia te założono w taki sposób, że aplikacja wszystkich składników pokarmowych, w tym i azotu, na wszystkich poletkach była jednakowa. Jedynym czynnikiem różnicującym doświadczenie była aplikacja (wariant z UGmax) lub jej brak (wariant kontrola- bez UGmax) użyźniacza glebowego. Średnie plony z 7 lat przedstawia tabela 1.
Tabela 1. Średnie plony roślin uprawnych, Katedra Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, lata 2005-2011 [t/ha]
|
Średnie plony t/ha
|
||||||
| pszenica ozima | pszenżyto | rzepak | kukurydza na ziarno | burak cukrowy | ziemniaki jadalne | |
| Bez UGmax |
4,86
|
4,84
|
3,42
|
9,72
|
54,89
|
41,04
|
| Z UGmax |
5,90
|
5,46
|
4,01
|
10,98
|
65,55
|
53,13
|
| przyrost plonu w % |
22
|
13
|
17
|
13
|
19
|
29
|
Pobranie jednostkowe azotu informuje nas ile N musi pobrać roślina, aby wyprodukować 1t plonu głównego. Wartość ta dla poszczególnych gatunków jest zdefiniowana na stałym zbliżonym poziomie. Tabela 2 przedstawia pobranie jednostkowe azotu dla badanych roślin uprawnych.
Tabela 2. Pobranie jednostkowe azotu przez rośliny uprawne, opracowanie własne. [kg/t]
| pszenica ozima | pszenżyto | rzepak | kukurydza na ziarno | burak cukrowy | ziemniaki jadalne | |
| Pobranie N w kg/t plonu |
18-22
|
18-22
|
40-45
|
14-18
|
2,5-3
|
2,5-3
|
Znając pobranie jednostkowe i plon roślin można z prostego wzoru określić całkowite pobranie azotu z gleby przez rośliny:
PcN = PjN * PGr
Gdzie Pc – pobranie całkowite azotu
PjN – pobranie jednostkowe azotu
PGr – plon główny roślin
Na podstawie powyższego równania obliczono i przedstawiono w tabeli 3 (przyjmując najmniejsze wartości z pobrania jednostkowego) pobranie czystego azotu z gleby przez rośliny, na bazie prowadzonych doświadczeń. Średnio na przestrzeni siedmiu lat badań, przy samej aplikacji UGmax, zwiększyło się pobranie N od 11,16 do 30,23 kg /ha/rok.
Tabela 3. Pobranie N z gleby przez rośliny uprawne, KChRiBŚ UP Poznań lata 2005-2011
|
Pobranie azotu
w kg/ha
|
pszenica ozima | pszenżyto | rzepak | kukurydza na ziarno | burak cukrowy | ziemniaki jadalne | |
| kontrola |
87,48
|
87,12
|
136,8
|
136,08
|
137,22
|
102,60
|
|
| Z UGmax |
106,2
|
98,28
|
160,4
|
153,72
|
163,87
|
132,83
|
|
|
Zwiększenie pobrania azotu
z gleby przy aplikacji UGmax
|
18,72
|
11,16
|
23,6
|
17,64
|
26,65
|
30,23
|
Kolejnym pytaniem badawczym postawionym podczas prowadzenia badań naukowych w omawianym temacie była możliwość zmniejszenia dawki azotu mineralnego, przy zachowaniu stałego poziomu plonów, podczas aplikacji UGmax. Celem weryfikacji takiej hipotezy założono ścisłe doświadczenia, w których na tle wzrastających dawek azotu mineralnego aplikowano (wariant UGmax) lub nie aplikowano (wariant kontrolny).
Tabele od 4 do 6 przedstawiają średnie plony roślin na tle zróżnicowanego nawożenia azotowego. W każdym z tych doświadczeń UGmax istotnie zwiększał plon roślin. Jednocześnie zwiększył wykorzystanie azotu mineralnego. W praktyce rolniczej oznacza to, że rolnik może przy aplikacji UGmax zmniejszyć nawożenie azotem i osiągnąć poziom plonów zbliżony do większych dawek azotu.
Tabela 4. Plon nasion rzepaku na tle zróżnicowanego nawożenia azotowego, Brody 2006 KChRiBŚ, UP w Poznaniu
|
plon nasion rzepaku dt/ha
|
|||
|
dawka N kg/ha
|
z UGmax
|
kontrola
|
|
|
0
|
13,09
|
11,99
|
a
|
|
80
|
22,68
|
20,80
|
b
|
|
160
|
35,30
|
30,28
|
c
|
|
240
|
35,69
|
31,22
|
c
|
|
b
|
a
|
|
|
Tabela 5. Plon ziarna pszenicy ozimej na tle zróżnicowanego nawożenia azotowego, Brody 2007, KChRiBŚ, UP w Poznaniu
|
plon pszenicy t/ha
|
|||
|
dawka N kg/ha
|
z UGmax
|
kontrola
|
|
|
0
|
2,24
|
2,03
|
a |
|
60
|
3,26
|
2,99
|
b |
|
120
|
5,50
|
5,04
|
c |
|
180
|
5,55
|
5,25
|
c |
| b | a | ||
Tabela 6. Plon ziarna pszenicy ozimej na tle zróżnicowanego nawożenia azotowego, Brody 2008, KChRiBŚ, UP w Poznaniu
|
plon ziarna pszenicy t/ha
|
|||
|
dawka N kg/ha
|
z UGmax
|
kontrola
|
|
|
0
|
2,31
|
1,86
|
a
|
|
60
|
4,01
|
3,17
|
b
|
|
120
|
6,76
|
6,14
|
c
|
|
180
|
7,98
|
7,13
|
d
|
|
b
|
a
|
||
W sposób obrazowy powyższe wyniki przedstawiają wykresy od 1 do 3. Analiza regresji pomiędzy wielkością osiągniętego plonu, a dawkami azotu mineralnego aplikowanego w doświadczeniu przy wariantach z UGmax i na kontroli wskazuje jednoznacznie na wektorowy wzrost plonu przy aplikacji UGmax.
Wykres 1. Regresja pomiędzy plonem nasion rzepaku a dawką azotu mineralnego, Brody 2006, KChRiBŚ UP w Poznaniu
Wykres 2. Regresja pomiędzy plonem ziarna pszenicy a zróżnicowanym nawożeniem azotem, Brody 2007, KChRiBŚ UP w Poznaniu
Wykres 3. Regresja pomiędzy plonem ziarna pszenicy ozimej a zróżnicowanym nawożeniem azotem, Brody 2008, KChRiBŚ UP w Poznaniu
Podobne wyniki uzyskali również inni naukowcy. Tabela 7 przedstawia wyniki Kotwica i in. 2011. Wyniki Kotwicy i innych, w tym i z UP Poznań, wskazują na kolejną możliwość obniżenia ilości azotu poprzez rezygnację ze stosowania go na słomę celem jej rozłożenia- mineralizacji/ humifikacji. Słoma i resztki roślinne traktowane preparatem UGmax po żniwach rozkłada się bez konieczności przyjętej w praktyce rolniczej aplikacji nawozów azotowych.
Tabela 7. Wpływ dawki azotu i sposobu użyźniania gleby na plon pszenicy ozimej. Kotwica i inni 2007 – 2010
Źródło: Kotwica i in. „Wpływ nawożenia azotem i sposobu użyźniania gleby na plonowanie pszenicy ozimej w zależności od przedplonu” Frag. Agron. 28(3) 2011, 53–62
W odpowiedzi na postawioną hipotezę badawczą „aplikując UGmax można obniżyć dawki nawożenia azotem bez spadku plonu roślin”
Podobnie jak w przypadku pobierania azotu przez rośliny można ocenić pobieranie innych składników pokarmowych.
Na bazie iloczynu plonu z pobraniem jednostkowym, uzyskano średnie pobranie podstawowych składników pokarmowych przez rośliny, które wzrastały bez UGmax oraz tych potraktowanych UGmax (tabela 8). Rośliny z UGmax zakumulowały, w zależności od gatunku, od 6 do 19 kg/ha więcej fosforu, od 9 do 80 kg/ha więcej potasu, od 2 do 11 kg/ha więcej magnezu oraz od 2 do 9 kg/ha więcej siarki (tabela 9). Przyjmując za GUS, że w minionym roku zużyto w nawozach mineralnych średnio ok 71 kg/ha azotu; 26 kg/ha fosforu oraz 29 kg/ha potasu pierwiastki dodatkowo pobrane dzięki UGmax stanowią olbrzymią wartość.
Tabela 8. Pobranie składników pokarmowych na bazie badań Katedry Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
|
Średnie wieloletnie pobranie składników pokarmowych kg/ha
|
|||||||
| Roślina uprawna | pszenica ozima | pszenżyto | rzepak | kukurydza na ziarno | burak cukrowy | ziemniaki jadalne | |
|
Pobranie azotu
|
Bez UGmax |
87,5
|
87,1
|
136,8
|
136,1
|
137,2
|
102,6
|
| Z UGmax |
106,2
|
98,3
|
160,4
|
153,7
|
163,9
|
132,8
|
|
|
Pobranie fosforu
|
Bez UGmax |
43,7
|
48,4
|
102,6
|
97,2
|
98,8
|
61,6
|
| Z UGmax |
53,1
|
54,6
|
120,3
|
109,8
|
118,0
|
79,7
|
|
|
Pobranie potasu
|
Bez UGmax |
77,8
|
77,4
|
273,6
|
233,3
|
109,8
|
270,9
|
| Z UGmax |
94,4
|
87,4
|
320,8
|
263,5
|
131,1
|
350,7
|
|
|
Pobranie magnezu
|
Bez UGmax |
14,6
|
14,5
|
27,4
|
38,9
|
43,9
|
36,9
|
| Z UGmax |
17,7
|
16,4
|
32,1
|
43,9
|
52,4
|
47,8
|
|
|
Pobranie siarki
|
Bez UGmax |
21,9
|
16,9
|
51,3
|
38,9
|
43,9
|
20,5
|
| Z UGmax |
26,5
|
19,1
|
60,1
|
43,9
|
52,4
|
26,6
|
|
Tabela 9. Zwiększenie pobrania (średnio wieloletnie w kg/ha) składników pokarmowych po zastosowaniu UGmax, opracowanie na bazie badań Katedry Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
|
Zwiększenie pobrania składników pokarmowych po zastosowaniu UGmax, kg/ha
|
||||||
|
Roślina uprawna
|
pszenica ozima | pszenżyto | rzepak | kukurydza na ziarno | burak cukrowy | ziemniaki jadalne |
|
Azot
|
18,72
|
11,16
|
23,60
|
17,64
|
26,65
|
30,23
|
|
Fosfor
|
9,36
|
6,20
|
17,70
|
12,60
|
19,19
|
18,14
|
|
Potas
|
16,64
|
9,92
|
47,20
|
30,24
|
21,32
|
79,79
|
|
Magnez
|
3,12
|
1,86
|
4,72
|
5,04
|
8,53
|
10,88
|
|
Siarka
|
4,68
|
2,17
|
8,85
|
5,04
|
8,53
|
6,05
|
Każdorazowa aplikacja UGmax przyczyniała się do zwiększania pobrania i wykorzystania składników pokarmowych, przy jednoczesnej stabilizacji ich zawartości w glebie, a niejednokrotnie nawet wzroście. Wskazuje to na fakt zwiększenia aktywności mikroorganizmów glebowych i uruchamiania niedostępnych składników pokarmowych, potwierdzają to wyniki uzyskane w UP Poznań (tabela 10), a także innych Jednostek, m,in. prof. Kazimierza Jabłońskiego (tabela 11).
Tabela 10. Zawartość dostępnych dla roślin składników pokarmowych w glebie (bez nawożenia PK) po zbiorach ziemniaków
|
Zawartość skłandików pokarmowych w glebie
|
|||||
|
Warianty nawozowe
|
NH4
|
NO3
|
P2O5
|
K2O
|
Mg
|
|
kg/ha
|
mg/100g gleby
|
||||
| Bez UGmax |
24,26
|
55,1
|
3,62
|
9,16
|
7,66
|
| Z UGmax |
26,56
|
72,14
|
5,92
|
11,17
|
9,7
|
| przyrostu |
2,30
|
17,04
|
2,30
|
2,01
|
2,04
|
Tabela 11. Zawartość składników w glebie bez stosowania PK i Mg do kontroli z NPK IHAR w Radzikowie oddział Bonin
Wnioski
1. UGmax przyczynia się do wzrostu plonu roślin uprawnych.
2. Stosowanie UGmax prowadzi do wzrostu zawartości dostępnych dla roślin składników pokarmowych w glebie.
3. UGmax przyczynia się do zwiększenia akumulacji składników pokarmowych przez rośliny.
4. Stosowanie UGmax przyczynia się do większej efektywności stosowanych nawozów mineralnych.
5. UGmax inicjuje i przyspiesza rozkład resztek pożniwnych bez konieczności aplikacji azotu „na słomę”.