leaflet (617kb pdf) - The International Potash Institute

Znaczenie potasu
w polskim rolnictwie
Prof. dr hab. Roman Czuba
2001
International Potash Institute – Basel/Switzerland
Wydanie 2001
Wszelkie prawa zastreżone przez Międzynarodowy Instytut Potasowy, Szwajcaria
(International Potash Institute, Coordinator Central/Eastern Europe)
CH-4001 Basel/Switzerland, P.O. Box 1609
Phone (41) 612612922/24, Fax (41) 612612925
E-mail: [email protected], website: www.ipipotash.org
Autor:
Prof.zw. dr hab. Roman Czuba
doctor h. c. ART w Olsztynie ul. Kotlarska 4 m 6, 50-150 Wroclaw
Zdjęcia: K+S-zdjęcia archiwalne
Druk:
Bernecker, D-34212 Melsungen
Wszelkie prawa zastrzega Wydawnictwo. Przedruk i kopiowanie dozwolone tylko po podaniu źródła
i przysłaniu reprodukowanych egzemplarzy.
Znaczenie potasu w polskim rolnictwie
Prof. dr hab. Roman Czuba
Spis treści
Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Potas w przyrodzie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
Znaczenie potasu dla człowieka i zwierząt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Potas w glebie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Funkcje potasu w roślinie
Nawożenie potasem
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Efektywność nawożenia potasem
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Bilans potasu w polskim rolnictwie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Streszczenie
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Wstęp
Celem tej pracy jest przekazanie rolnikom i specjalistom pracującym w rolnictwie
praktycznej wiedzy o jednym z najważniejszych pierwiastków w żywieniu
człowieka, zwierząt i roślin - o potasie. W łańcuchu żywieniowym wszystkich
organizmów żywych, szczególnie w ogniwach roślina - człowiek, roślina - zwierzę
i roślina - zwierzę - człowiek, potas spełnia podstawową rolę, ponieważ decyduje w dużym stopniu o wielkości plonów i ich jakości pod względem przydatności
dla człowieka i jako paszy dla zwierząt, stymuluje też efektywne działanie innych
składników pokarmowych roślin, a także funkcjonowanie licznych pierwiastków w
organizmach człowieka i zwierząt.
Rośliny uprawne pobierają potas w dużej ilości, co może prowadzić do wyczerpywania glebowych zasobów potasu. W broszurze przedstawiono zatem zasady
racjonalnego gospodarowania potasem w produkcji roślinnej, które umożliwiają
utrzymanie w glebie niezbędnych zasobów potasu dostępnego dla roślin.
Potas jako pierwiastek chemiczny oznaczony jest symbolem K, a jako jednowartościowy jon oznaczony jest symbolem K+. Zawartość potasu w różnych
materiałach podawana jest w przeliczeniu na formę tlenkową K2O lub na formę
pierwiastkową K. Przy przeliczaniu formy pierwiastkowej K na tlenkową K2O
stosuje się współczynnik 1,205, a z K2O na K 0,83.
W publikacjach, zawartość potasu w roślinach podaje się najczęściej w K, a w
glebach i w nawozach tradycyjnie w K2O. Znając podane współczynniki, można
łatwo dokonać przeliczenia formy pierwiastkowej (K) na tlenkową (K2O) i odwrotnie.
W przyszłości przewiduje się wykazywanie zawartości potasu we wszystkich
materiałach wyłącznie w formie pierwiastkowej, czyli jako K.
3
Potas w przyrodzie
Surowcem do produkcji nawozów potasowych są złoża surowych soli potasowych, w terminologii petrograficznej zwane skałą osadową. Pokłady soli potasowych składają się z kilku lub kilkunastu minerałów o różnej zawartości potasu.
Złoża surowych soli potasowych powstały w różnych okresach geologicznych.
Europejskie złoża surowych soli potasowych powstały głównie w epoce cechsztyńskiej, przed 230 milionami lat, na miejscach niezbyt głębokich zalewów mórz
w warunkach gorącego klimatu. W miarę odparowywania wody, do zalewów
napływała woda z pełnego morza i jako lżejsza od bardziej stężonego roztworu
soli w zalewie utrzymywała się bliżej powierzchni morza. W zatoce następowało
stopniowe przesycenie roztworu prowadzące do krystalizacji soli. Na tę krystalizację wywierała wpływ temperatura otoczenia. Gromadząca się w dolnych warstwach wody zagęszczona solanka absorbowała promienie słoneczne i nagrzewała
się niekiedy do +80˚C, co przyspieszało krystalizację soli pod powierzchnią
morza. Kolejno według rozpuszczalności krystalizowały anhydryt (CaSO4), sól
kuchenna (NaCl) oraz chlorkowe i siarczanowe sole potasowe i magnezowe,
tworząc na dnie odpowiednie złoża. W surowych solach potasowych zawarte są
zatem nie tylko związki potasu lecz także wiele innych minerałów.
Pierwiastki zawarte w minerałach złóż surowych soli potasowych są przeważnie
wartościowe w żywieniu roślin, np. magnez (Mg), wapń (Ca), sód (Na), siarka (S),
chlor (Cl) i bor (B). Pierwiastki te uzasadniają przerób soli surowych nie tylko na
wysokoprocentowe sole potasowe (60% K2O) ale również na liczne warianty produktów specjalnych o dużej wartości nawozowej. Ten kierunek produkcji jest
szczególnie rozwinięty w Niemczech.
Przekrój pionowy zalewów
odparowywanie wody
w wyniku absorpcji promieni
słonecznych
4
zasolo
ne wody
1
bariera
2
nizina
basen krystalizacyjny
3
5
Złoża soli potasowych i magnezowych
4
Do największych zasobów surowych soli potasowych w Europie należą złoża
niemieckie, w zachodniej części Uralu, na Zachodzie Ukrainy i na Białorusi.
Francuskie złoża surowych soli potasowych w Alzacji są przedłużeniem pokładów
z prawego brzegu Renu. Ponadto złoża soli potasowych występują w Hiszpanii,
we Włoszech, w Anglii, a poza Europą w USA, w Kanadzie, w Izraelu i Jordanii
oraz w kilku innych krajach.
W Polsce, w okolicach Kłodawy występują sole potasowo-magnezowe i magnezowe, głównie karnalit (KCl·MgCl2·6H2O) i kizeryt (MgSO4·H2O) o następującym
składzie chemicznym: KCl - 12,7%, MgCl2 - 16,0%, MgSO4 - 10,3%, NaCl - 40%,
CaSO4 - 0,5%, H2O - 20% i 0,5% części nierozpuszczalnych. Eksploatacja tych
złóż odbywa się na małą skalę. Pod względem mineralogicznym, w solach tych
występuje 47% karnalitu, 12% kizerytu, 40% halitu i 1% anhydrytu. Zasoby tych
soli wynoszą około 25 mln ton o średniej zawartości 8,5% K2O + 8,1% MgO, znajdują się na głębokości 450 - 675 m.
Na Pomorzu w okolicy Chłapowa znajdują się też złoża polihalitu o zawartości
12,0 - 14,5% K2O oraz 6% MgO + 18 % CaO + 60% SO4 + 3% Cl. Złoża te nie
są eksploatowane.
Potas występuje w każdej
komórce organizmu i reguluje
stan płynów ustrojowych.
Potas niezbędny jest do budowy białek, przemiany węglowodanów i do sprawności mięśni.
Przy niedoborze potasu występuje zmęczenie, słabość mięśni i obstrukcja.
W
ciężkich
przypadkach
występuje nawet zaburzenie
pamięci i pracy serca.
Do głownych przyczyn niedoboru potasu zaliczamy niewłaściwe odżywianie się częste
przyjmowanie środków przeczyszczających oraz chroniczne
choroby nerek i przewodu pokarmowego.
5
Znaczenie potasu dla człowieka i zwierząt
Potas jest niezbędnym składnikiem w żywieniu człowieka i zwierząt. Pierwiastek
ten wchodzi w skład wszystkich komórek, uczestniczy w regulacji ciśnienia
osmotycznego, w przemianie wodnej i elektrycznej polaryzacji błon nerwowych,
aktywuje enzymy związane z przemianą węglowodanów i tłuszczów (Ruszczyc,
1985). Potas jest też katalizatorem w budowie związków fosforowych
(Rodewyk,1979).
W organizmie człowieka, zawartość potasu wynosi łącznie 140 - 210 g K,
najczęściej 2 - 3 g na kg wagi. Krew zawiera 4,4 g potasu (K) na kg, mięśnie 3,6
g, mięśnie serca 2,6 g, wątroba 3,0 g i skóra 0,8 g/kg. Przy normalnym żywieniu,
człowiek przyswaja 3 - 4 g potasu (K) dziennie i taką samą ilość wydziela, przy
tym 2 - 3% potasu jest okresowo zatrzymywana w organizmie (Rodewyk, 1979).
Niedobór potasu objawia się u człowieka zmęczeniem, zaburzeniami w koncentracji uwagi, w osłabieniu mięśni i pracy serca oraz zaburzeniami w pracy żołądka.
Prostym sposobem likwidacji niedoboru potasu u człowieka jest spożywanie
warzyw, owoców i soków produkowanych z owoców o wysokiej zawartości potasu.
U zwierząt, największe zapotrzebowanie na potas występuje u krów o dużej
wydajności mleka. W organizmie krowy o wadze 500 kg znajduje się 1000 - 1500
g potasu (K), a dzienna dawka powinna wynosić 150 - 300 g K w zależności od
wydajności mleka. Niedobór potasu u zwierząt powoduje utratę apetytu, obniżenie poziomu zawartości potasu we krwi i w mleku, sierść traci połysk, występują
też zmiany w sercu i nerkach (Ruszczyc,1985).
Potas jest w organizmie ludzkim i zwierzęcym łatwo wchłaniany, a nadmierne jego
ilości są wydalane w moczu.
Potas w glebie
Formy potasu zawartego w glebie. Przeważająca część potasu glebowego jest
pochodzenia pierwotnego, ze skały macierzystej gleby. Znacznie mniejsza część
potasu dostarczana jest do gleby w nawozach organicznych i mineralnych, część
potasu pochodzi też z wód gruntowych i bardzo mała ilość z atmosfery w formie
imisji przemysłowych. Pod wpływem procesów wietrzeniowych i glebotwórczych,
poprzez działanie wody oraz glebowych kwasów organicznych i nieorganicznych,
a także przy udziale organizmów glebowych, minerały zawierające potas ulegają
przekształceniom, w których potas zostaje uwolniony do roztworu glebowego. W
glebie występują zatem różne formy potasu, które znajdują się w dynamicznej
równowadze i w różnym stopniu dostępne są dla roślin uprawnych.
Potas ogólny (całkowity). Całkowita zawartość potasu w glebach waha się od
0,24 do 4,0% K2O. Gleby zasolone zawierają nawet do 8% K2O .Potas całkowity
występuje w glebie w pierwotnych minerałach krzemianowych (jak leucyt, ortoklaz, mikrolin, muskowit i inne) oraz w minerałach ilastych (illit, wermikulit, montmorylonit, chloryt i kaolinit). Ilość potasu związana w biomasie gleby w stosunku
do jego ogólnej zawartości jest nieznaczna. Sucha masa mikroorganizmów glebowych w warstwie 0 - 20 cm wynosi na powierzchni 1 ha około 3000 kg, a ilość
6
DYNAMIKA POTASU W GLEBIE
Pobieranie potasu
przez roślinę
potas jako
skladnik
minerałów
glebowych
Zewnętrzne żródła potasu
nawozy mineralne i organiczne
uwalnianie
przez wietrzenie
uwalnianie
potas
w roztworze glebowym
przemieszczanie
w glebach lekkich
Dostępność potasu:
dla roślin po wyczerpaniu
zasobów glebowych
Ilość: kg K2O/ha
20 - 120.000
wiązanie
potas
wymienny
wiązanie
wymienne
i niewymienne
uwalnianie
potas w
warstwach
międzypakietowych
minerałów
ilastych
potas związany wymiennie na
obrzeżach pakietów minerałów ilastych
potas dostępny
dla roślin
najważniejsze dla
roślin zasoby potasu
bardzo łatwo
przyswajalnego
po wyczerpaniu potasu
wymiennego, potas
częściowo dostępny
dla roślin
6 - 45
300 - 1.600
3.000 - 11.000
potasu (K2O) zawarta w tej masie kształtuje się najczęściej w przedziale 30 - 60
kg K2O/ha. Zawartość potasu ogólnego w glebach jest różna w zależności od
typów i rodzajów gleb, w dużym stopniu zależna jest od zawartości w glebach
części spławialnych. Część wyników badań nad zawartością potasu ogólnego w
różnych glebach na terenie Polski zestawiona jest w tabeli 1. W glebach mineralnych najniższą średnią zawartość potasu stwierdzono w rędzinach, około 1100
mg K2O na 100 g gleby, czyli około 32 t/ha w warstwie 0 - 20 cm, natomiast
Tabela 1: Całkowita zawartość potasu w niektórych glebach na terenie Polski
(Andruszczak i Czuba, 1995)
K2O w mg/100 g gleby
Warstwa
Gleby
Gleby brunatne
Rędziny
Czarnoziemy Gleby górskie
bielicowe
właściwe
cm
ilość
ilość
ilość
ilość
ilość
próbek K2O próbek K2O próbek K2O próbek K2O próbek K2O
0-20
70
1663
41
1624
10
1096
13
1883
96
1753
21-30
64
1734
47
1534
10
1056
14
1913
91
1704
31-40
66
1783
35
1514
8
1085
11
1873
92
1894
7
najwyższą zawartość w czarnoziemach, około 1900 mg K2O/100 g gleby, czyli 58
t/ha. Bardzo niską zawartością potasu ogólnego charakteryzują się gleby organiczne, np. w niektórych torfach zawartość K2O wynosi 19 - 240 mg/100 g suchej
masy torfu, czyli w warstwie 0 - 20 cm zawartość K2O wynosi zaledwie 290 - 3600
kg/ha.
Potas rezerwowy. Jest to potas zawarty w minerałach pierwotnych i wtórnych
minerałach ilastych gleby, występujący w formie niewymiennej. W miarę
postępującego procesu wietrzenia, potas ten stopniowo ulega przekształceniu w
formy dostępne dla roślin. Podobnie jak całkowita zawartość potasu, również
zawartość potasu rezerwowego zależy od składu mechanicznego gleb, w tym
głównie od udziału frakcji spławialnych. Wraz z większą zawartością frakcji drobnoziarnistych w glebie, zwiększa się zawartość potasu rezerwowego. Potas rozpuszczalny w 20% kwasie solnym (HCl) może być uznany za rezerwowy.
Potas trudno wymienny. Jest to forma potasu bardzo słabo dostępna dla roślin,
zawarta w pierwotnych minerałach glebowych i wtórnych minerałach ilastych. Ta
forma potasu określana jest też jako „potas nieaktywny”. W Polsce przyjmuje się,
że zawartość w glebie potasu trudno wymiennego odpowiada ilości potasu rozpuszczalnego w 1 M HNO3 ( w 1 M roztworze kwasu azotowego).
Potas uwsteczniony jest to potas zasorbowany w glebie z procesu wietrzenia
minerałów lub z nawozów. Jony potasu wchodzą w tym przypadku w przestrze-
8
nie międzypakietowe minerałów ilastych i tam zostają zablokowane. Zawartość
potasu uwstecznionego w glebach zależy od właściwości glebowego kompleksu
sorpcyjnego. Gleby o silnych właściwościach sorpcyjnych zawierają znacznie
więcej potasu uwstecznionego niż gleby o słabych właściwościach sorpcyjnych
(np. piaskowe). Potas uwsteczniony stanowi część składową potasu rezerwowego.
Potas wymienny zaadsorbowany jest w formie wymiennej na powierzchniach
cząstek minerałów ilastych, przeważnie przez koloidy glebowe. Pojemność sorpcyjna i energia wymiennego wiązania potasu przez kompleks sorpcyjny gleby jest
różna w glebach różnych typów. Potas wymienny po przejściu do roztworu glebowego staje się łatwo dostępny dla roślin. Zawartość potasu wymiennego
zależy w dużym stopniu od składu mechanicznego i właściwości sorpcyjnych
gleby, np. gliny ciężkie zawierają 6 - 10 razy więcej potasu wymiennego niż piaski. Zawartość potasu wymiennego w glebie może być podstawą do oceny
glebowych zasobów potasu dostępnego dla roślin.
Potas przyswajalny dla roślin, określany jest też jako rozpuszczalny, dostępny lub
ruchomy. Zawartość tej formy potasu w glebie jest podstawą do oceny zasobności gleb w potas wykorzystywany przez rośliny. W ocenie zasobności gleby,
dostępne dla roslin formy potasu ekstrahowane są z gleby za pomocą specjalnych roztworów, których siła ekstrakcji powinna być zbliżona do siły pobierania
potasu z gleby przez rośliny. Metody oznaczania w glebie potasu przyswajalnego
są metodami orientacyjnymi, ponieważ poszczególne gatunki, a nawet odmiany
roślin uprawnych, znacznie różnią się zdolnością pobierania potasu z gleby.
Najbardziej wiarygodne wyniki uzyskuje się metodami wegetacyjnymi, jednak te
metody są kosztowne i długotrwałe. W badaniach usługowych dla rolnictwa
powszechnie stosowane są zatem chemiczne metody laboratoryjne.
W Polsce do oznaczania zawartości w glebach potasu przyswajalnego dla roślin
stosowana jest metoda Egnera-Riehma. Za pomocą tej metody stwierdza się
przeważnie trochę niższą zawartość potasu w glebie niż przy oznaczaniu potasu
wymiennego. Udział potasu wymiennego w ogólnej zawartości potasu w glebie
wynosi 0,5 - 1,5%, a przyswajalnego 0,3 - 1,3%.
Relacje ilościowe różnych form potasu w glebie. W ogólnej zawartości potasu w
glebie, udział form przyswajalnych dla roślin jest mały. W tabeli 2 przykładowo
przedstawiono udział różnych form potasu w madzie rzecznej właściwej (nadodrzańskiej), na której w okresie 20 lat prowadzono doświadczenie nawozowe na
użytku zielonym. Zestawiony w tabeli udział różnych form potasu w glebie
reprezentuje typowe proporcje ilościowe w zawartości różnych form potasu
występujące w glebach mineralnych. Udział potasu przyswajalnego jest mały,
wynosi zaledwie 0,4% w całkowitej zawartości potasu, a udział formy wymiennej
jest tylko nieznacznie wyższy (0,6%).
Dynamika potasu w glebie. Potas uwalniany jest w glebie z minerałów w procesie ich wietrzenia. Ilość potasu uwalnianego do roztworu glebowego przeważnie
nie przekracza 60 kg K2O/ha/rok i zależy od zasobów potasu w minerałach
ilastych oraz od składu granulometrycznego gleby. Do głównych minerałów
ilastych zaliczane są illit, wermikulit, montmorylonit, chloryt i kaolinit.
9
Tabela 2: Zawartość różnych form potasu w madzie rzecznej właściwej, na użytku
zielonym (doświadczenie nawozowe, Czuba i Murzyński 1993)
Warstwa
gleby 0-20 cm
Ogólna
Potas
Potas trudno
Potas
zawartość rezerwowy wymienny wymienny
K
(w 20% HCl) (w 1 M HNO3)
Potas
przyswajalny
(wg. metody
Egnera-Riehma)
Zawartość
w mg K/100 g gleby
960
88
34
5,6
4,0
Zawartość
w kg K2O/ha
34560
3168
1224
202
144
100
9,2
3,5
0,6
0,4
Zawartość w %
ogólnej zawartości
potasu
Przeważająca część potasu zatrzymywana jest w przestrzeniach międzypakietowych minerałów ilastych i dalsze uwalnianie jonów potasu następuje w
warunkach obniżenia koncentracji kationów potasu w roztworze glebowym. Do
przestrzeni międzypakietowych, głównie illitu i wermikulitu mogą wnikać również
jony potasowe pochodzące z nawozów, co ogranicza możliwość pobierania
potasu przez rośliny. Po wysyceniu przestrzeni międzypakietowych, jony potasowe wiązane są wymiennie na powierzchniach minerałów ilastych, skąd mogą
być łatwo uwalniane do roztworu glebowego i stają się dostępne dla roślin. Potas
występujący w roztworze glebowym jest łatwo dostępny dla roślin, jednak może
być też wymywany w głąb profilu glebowego. Roczne straty potasu na skutek
wymywania w głąb gleby wynoszą 10 - 30 kg K2O/ha.
Zasobność gleb polskich w potas przyswajalny dla roślin. Badania nad
zasobnością gleb i ich odczynem prowadzone są w Polsce według ujednoliconej
metodyki przez stacje chemiczno-rolnicze. Wyniki oznaczania zawartości potasu
w glebach, wyceniane są z uwzględnieniem kategorii agronomicznych gleb
zdefiniowanych według zawartości w glebie części spławialnych o średnicy
cząstek poniżej 0,02 mm (tab.3). Zawartość potasu przyswajalnego oznacza się
metodą Egnera-Riehma. Wyniki podawane są w mg K2O (lub K) na 100 g gleby
oraz oceniane są w stacjach w podziale na 5 klas zawartości w 4 kategoriach
agronomicznych gleb mineralnych według kryteriów podanych w tabeli 4.
W glebach organicznych zawierających ponad 10% substancji organicznej,
zawartość potasu przyswajalnego oznaczana jest w 0,5 M kwasie solnym (HCl).
Wyniki podawane są również w mg K2O (lub K) na 100 g gleby, jednak bez
podziału tych gleb na kategorie agronomiczne (tab. 5). Badania zasobności gleb
prowadzone są na dużą skalę, w niektórych latach analizuje się w kraju ponad
700 000 próbek gleb. Uzyskane wyniki umożliwiają opracowywanie map zasobności gleb w potas i w inne składniki z uwzględnieniem gospodarstw, wsi lub
większych jednostek administracyjnych. Przygotowywane są też odpowiednie
informacje o stanie zasobności gleb do wykorzystania przez władze centralne.
10
Tabela 3: Kategorie agronomiczne gleb
Kategoria
Grupa granulometryczna
% frakcji < 0,02 mm
agronomiczna
piasek luźny ­ pl
I
piasek luźny pylasty plp
0 - 10
bardzo lekkie
piasek słabo gliniasty - ps
piasek słabo gliniasty pylasty - psp
piasek gliniasty lekki - pgl
II
piasek gliniasty lekki pylasty - pglp
lekkie
piasek gliniasty mocny - pgm
11 - 20
piasek gliniasty mocny pylasty - pgmp
pył piaszczysty - płp
pył zwykły - płz
III
glina lekka - gl
średnie
glina lekka pylasta - glp
21 - 35
pył gliniasty - płg
glina średnia - gs
IV
glina średnia pylasta - gsp
ciężkie
glina ciężka - gc
> 35
glina ciężka pylasta - gcp
pył ilasty - płi
ił - i
ił pylasty - ip
Tabela 4: Ocena zawartości potasu w glebach mineralnych mg K2O/100 g gleby
Ocena
Gleby
zawartości
bardzo lekkie
(I)
lekkie
(II)
średnie
(III)
ciężkie
(IV)
bardzo niska
niska
średnia
wysoka
bardzo wysoka
do 2,5
2,6-7,5
7,6-12,5
12,6-17,5
od 17,6
do 5,0
5,1-10,0
10,1-15,0
15,1-20,0
od 20,1
do 7,5
7,6-12,5
12,6-20,0
20,1-25,0
od 25,1
do 10
10,1-15,0
15,1-25,0
25,1-30,0
od 30,1
Tabela 5: Ocena zawartości potasu w glebach organicznych oznaczonego w
wyciągu 0,5 M HCl
Ocena zawartości
bardzo niska
niska
średnia
wysoka
bardzo wysoka
w mg K2O/100 g gleby
do 30
31 - 60
61 - 90
91 - 120
od 121
11
Zasobność gleb w potas przyswajalny w skali kraju. Podsumowane wyniki
oznaczenia zawartości potasu przyswajalnego w glebach kraju wykazały stopniową poprawę zasobności gleb w potas do 1993 roku. Udział procentowy gleb
o bardzo niskiej i niskiej zawartości potasu przyswajalnego w latach 1965 - 1993
stopniowo malał, przy równoległym wzroście udziału gleb o wysokiej i bardzo
wysokiej zawartości (tab.6).
Po 1993 roku radykalnie zmniejszyło się zużycie nawozów potasowych, co zaznaczyło się w stopniowym wzroście udziału gleb o niskiej zawartości potasu
przyswajalnego i zmniejszeniu udziału gleb o wysokiej i bardzo wysokiej
zawartości. Świadczy to o potrzebie zwiększenia nawożenia potasem.
Tabela 6: Zawartość przyswajalnego potasu (K2O) w glebach kraju w 4
okresach badań - udział powierzchni użytków rolnych w %
(Czuba 1995, Olechnowicz i Porzeżyńki 1999)
Rotacja badań
Zawartość potasu przyswajalnego
(lata)
bardzo niska
i niska
średnia
wysoka
i bardzo wysoka
do 1965
1966 - 1975
1976 - 1993
1994 - 1999
65
53
41
48
28
30
28
27
7
17
31
25
Funkcje potasu w roślinie
Pobieranie potasu przez rośliny. Potas pobierany jest z gleby przez korzenie
roślin w formie K+ i przemieszczany jest wraz z wodnym prądem transpiracyjnym
do części nadziemnych rośliny. Przy małych stężeniach potasu w roztworze glebowym potas pobierany jest przez rośliny aktywnie, natomiast przy dużych
stężeniach może być pobierany biernie. Spośród składników pokarmowych, w
największej ilości rośliny pobierają azot i potas, przy tym azot pobierany jest
najszybciej, a potas trochę wolniej od azotu. W popiele z roślin, potas występuje
w największym udziale spośród składników, do 40% K. Młode rośliny intensywnie
gromadzą potas, który wykorzystywany jest w kolejnych fazach szybkiego wzrostu organów roślinnych. Potas występuje w roślinach tylko w formie jonowej K+, nie
wchodzi w skład żadnych trwałych związków organicznych. Jony potasu są w
roślinie ruchliwe i łatwo przemieszczane są do poszczególnych organów.
Przemywanie roślin wodą umożliwia wymycie z tkanek całości potasu zawartego
w materiale roślinnym. W praktyce rolniczej występuje to zjawisko również w
warunkach polowych. W póżnym okresie wzrostu roślin, wody opadowe wymywają dużą część potasu z rosnących roślin do gleby. Zawartość potasu w suchej
masie roślin jest wysoka, wynosi 2 - 5% K, a w młodych roślinach zawartość
potasu może wynosić nawet ponad 6%.
Rozkład pobierania potasu w czasie wzrostu roślin jest podobny u
poszczególnych ich gatunków, jednak masa pobieranego potasu jest różna.
Dynamika pobierania potasu w okresie wegetacji dwóch gatunków roślin
12
uprawnych przedstawiona jest na wykresach 1 i 2. W końcowej fazie wzrostu,
część potasu wymywana jest przez opady z roślin do gleby. W uprawie pszenicy
(rys.1) wymycie potasu z roślin do gleby wynosi około 15% pobranej ilości, czyli
około 15 kg K2O na ha, a z plantacji buraka cukrowego wymyciu ulega około
11%, jednak w tym przypadku wynosi to 28 kg K2O na ha (rys.2). Przy dużych
jesiennych opadach wymycie potasu na plantacji buraka cukrowego jest znacznie
większe, czasem dochodzi do 60 kg K2O na ha.
W tabeli 7 zestawione jest pobranie potasu przez główne gatunki roślin uprawiane
w Polsce, w przeliczeniu na 1 tonę plonu głównego wraz z plonem ubocznym czyli np. odnośnie do zbóż ziarno + słoma, w przypadku buraków korzenie + liście
i analogicznie w przypadku innych roślin uprawnych. Rozpoznanie pobrania
potasu przez rośliny jest pomocne przy określeniu dawek potasu w nawożeniu.
Skład chemiczny roślin
zielona masa
80%
woda
20%
sucha masa
42%
potas
sucha masa
30%
12%
48%
4%
włókno surowe
białko
bezazotowe wyciągowe
tłuszcz surowy
6% popiół
24%
tlen
popiół
7%
7%
5%
5%
4%
4%
1%
1%
chlor
krzem
fosfor
wapń
magnez
siarka
sód
mikroelementy
żelazo
mangan
cynk
miedż
bor
Aktywacja enzymów. Jon potasowy aktywuje w roślinach ponad 60 różnych
reakcji enzymatycznych. Potas spełnia podstawową rolę w syntezie
węglowodanów, reguluje też nagromadzanie, transport i magazynowanie substancji organicznych. Potas zwiększa aktywność fotosyntezy i szybkość
przemieszczania asymilatów z liści do innych organów rośliny. Stwierdzono też,
13
Rys.1. Tworzenie suchej masy (w %) i pobieranie potasu (w kg K2O z ha)
przez pszenicę ozimą (plon: 5 t ziarna z ha + słoma)
120
sucha masa %
120
100
100
80
80
60
60
40
40
K2O w kg z ha
20
K2O kg/ha
Sucha masa %
0
0
Jesień
15.IV
30.IV
15.V
30.V
Data
15.VI
30.VI
15.VII
Tabela 7: Pobranie potasu w kg na 1 tonę plonu głównego wraz z
plonem ubocznym
Rośliny
Pszenica ozima
Pszenica jara
Jęczmień ozimy
Jęczmień jary
Żyto
Owies
Kukurydza (uprawa na ziarno)
Burak cukrowy (świeża masa)
Burak pastewny (świeża masa)
Ziemniak
Rzepak
Len
Tytoń (sucha masa)
Bobik
Groch
Łubin
Kukurydza (zielona masa)
Lucerna (zielona masa)
Koniczyna czerwona (zielona masa)
Motylkowe z trawami (zielona masa)
Użytki zielone (siano)
14
20
K2O w kg
20
34
25
24
27
36
33
6,4
4,9
7,6
51
14,5
79
44
40
48
4,9
6,0
6,0
5,8
29
30.VII
Rys.2. Tworzenie suchej masy (w %) i pobieranie potasu (w kg K2O z ha)
przez buraki cukrowe (plon korzeni: 40 t z ha + liście)
300
sucha masa %
120
250
100
200
80
150
60
100
40
K2O w kg z ha
50
K2O kg/ha
Sucha masa %
0
20
0
15.V 30.V 15.VI 30.VI 15.VII 30.VII 15.VIII 30.VIII 15.IX 30.IX 15.X 30.X
Data
że potas stymuluje procesy syntezy białek i tłuszczów. Łączenie się aminokwasów w białka proste następuje tylko w obecności potasu. U buraków
cukrowych stwierdzono, że po zaniechaniu żywienia roślin potasem, zawartość
wolnych aminokwasów podwoiła się, co jest cechą ujemną. Podobne wyniki
uzyskano również w badaniach nad syntezą asymilatów przez owies, jęczmień i
pszenicę (Mengel, 1972).
Niedobór potasu może zakłócić w roślinie wszystkie procesy enzymatyczne i
dlatego rozpoznanie prawidłowej zawartości potasu w roślinach jest szczególnie
ważne, ponieważ jest to podstawowe kryterium oceny poziomu ich odżywienia
potasem.
Wpływ potasu na wzrost roślin w niekorzystnych warunkach środowiska.
Dobre zaopatrzenie roślin w potas zwiększa ich odporność na suszę, a w uprawie roślin ozimych (zboża ozime i rzepak ozimy) wzmacnia odporność na
wymarzanie. Przy niedoborze potasu zboża łatwo wylegają, ponadto zmniejsza
się liczba kłosów w ziarnie. Potas ogranicza też występowanie mszyc na
roślinach zbożowych. Znane jest również korzystne działanie potasu polegające
na zwiększaniu odporności roślin na różne patogeny, głównie choroby
powodowane przez bakterie i grzyby. Działanie potasu polega na wytwarzaniu
przez rośliny grubszych błon komórkowych poprzez lepszą syntezę
węglowodanów, przez co utrudnione jest wnikanie do komórek czynników chorobotwórczych. Ponadto, przy dobrym zaopatrzeniu roślin w potas, zmniejsza się
stężenie w soku komórkowym rozpuszczalnych związków azotowych, amidów,
aminokwasów i cukrów, będących żródłem zaopatrzenia bakterii i grzybów.
Związki te, w obecności potasu ulegają szybko przekształceniom w połączenia
wysokocząsteczkowe bardziej odporne na rozkład mikrobiologiczny, albo są szy15
bko przemieszczane do magazynów asymilatów. Procesy te ograniczają
patogenom dostępność asymilatów, co jest szczególnie korzystne w okresach
dużego nasilenia w występowaniu chorób i szkodników roślin.
Regulacja gospodarki wodnej w roślinie. W całym okresie wegetacji potas reguluje turgor komórek roślinnych (jędrność), co ogranicza przedwczesne
więdnięcie roślin. Turgor komórek roślinnych regulowany jest pod wpływem potasu poprzez stopień otwarcia szparek oddechowych na dolnej stronie liści, co w
efekcie reguluje nasilenie transpiracji szparkowej - czyli parowania wody z
wewnętrznej powierzchni tkanek roślinnych.
Dobre zaopatrzenie roślin w potas wzmacnia kutykulę (czyli wierzchnią warstwę
liścia), co również ogranicza parowanie wody z górnej części liści. Ponadto potas
zagęszcza sok komórkowy, co w znacznym stopniu obniża transpirację. W efekcie pozytywnego oddziaływania potasu na gospodarkę wodną roślin, następuje
lepsze wykorzystanie glebowych zapasów wody, co w warunkach jej niedoboru
może zwiększyć plon nawet o 30%.
Mechanizm wzmacniania przez potas mrozoodporności roślin. Odporność
roślin na działanie niskich temperatur, czyli mrozów nazywamy mrozoodpornością. W warunkach dobrego zaopatrzenia roślin w potas, wyższa koncentracja jonów potasowych w soku komórkowym obniża punkt jego zamarzania,
poza tym zwiększona zawartość węglowodanów w błonach komórkowych ukształtowana obecnością potasu zwiększa ich elastyczność, a tym samym i
odporność na zwiększanie w niskich temperaturach objętości soków
komórkowych. W naszym klimacie, dobra mrozoodporność roślin uprawnych jest
ważna nie tylko w okresie zimy lecz często również wiosną, ponieważ w
niektórych latach występują nawet w maju obniżenia temperatury do - 10˚ C,
które uszkadzają nie tylko rośliny ozime, ale również zboża jare i okopowe.
Uszkodzenia te są w znacznym stopniu ograniczane przy właściwej zawartości
potasu w młodych roślinach.
Wpływ potasu na cechy jakościowe
plonów. Prawidłowe żywienie roślin
uprawnych potasem, sprzyja uzyskaniu
plonów o korzystnych cechach jakościowych. Wpływ potasu na jakość
plonów jest różny u poszczególnych
gatunków roślin.
Zboża. Prawidłowe żywienie potasem
roślin zbożowych aktywuje enzymy
wpływające na lepsze wykorzystanie
przez rośliny azotu, co w efekcie
zwiększa w ziarnie zawartość białka i
glutenu oraz ma korzystny wpływ na
liczbę opadania przy ocenie ziarna
pszenicy. Potas zwiększa też masę
1000 ziarn (MTZ) i poprawia wyrównanie wielkości ziarn oraz zwiększa
Potas zwieksza mrozoodporność
16
masę hektolitra ziarn - co jest
szczególnie ważne w ocenie jakości
ziarna pszenicy i jęczmienia browarnego. Potas reguluje też gromadzenie
w ziarnie skrobi, której wysoka zawartość pożądana jest w ziarnie jęczmienia browarnego, ponadto potas
wpływa korzystnie na siłę diastatyczną
słodu.
Ziemniak. Wpływ potasu na cechy
jakościowe bulw ziemniaka jest
szczególnie duży. Wraz z wyższą zawartością potasu w bulwach, zmniejsza się ich skłonność do ciemnienia
w stanie surowym i po ugotowaniu.
Bulwy zawierające 2,2 - 2,5% potasu
(K) w suchej masie praktycznie nie
ciemnieją. Bulwy takie są ponadto
bardziej odporne na choroby, co
wpływa na ich lepsze przechowywanie
się. Potas wpływa też na wyższą
zawartość witaminy C w bulwach oraz
obniża zawartość cukrów redukujących (glukoza i fruktoza). Wysoka
zawartość
cukrów
redukujących
powoduje ciemnienie czipsów i frytek
oraz ich gorzki smak, dlatego bulwy
przeznaczone na czipsy nie powinny
zawierać tych cukrów ponad 0,15%, a
do produkcji frytek ponad 0,25 %. Do
uzyskania wysokiej zawartości skrobi
w bulwach, ziemniaki należy nawozić
siarczanową formą potasu, ponieważ
chlor obniża tę zawartość.
Burak cukrowy. Potas reguluje syntezę
cukrów i wpływa dodatnio na ich
przemieszczanie się w roślinie z
blaszek liściowych do korzeni. Podstawową cechą jakościową korzeni
buraka cukrowego jest zawartość
cukru. W doświadczeniach polskich
wykazano, że potas zwiększał w
korzeniach zawartość cukru o 0,23%
do dawki 200 kg K2O na ha (Mazur,
1988), a w doświadczeniach niemieckich zwiększane dawki potasu pod-
Potas wpływa na celność ziarna
... zwiększa zawartość skrobi w bulwach
... zwiększa plony buraka cukrowego
... zwiększa zawartość tłuszczu w
nasionach rzepku
17
Potas poprawia jakość włókna lnu
... poprawia żarzenie się tytoniu
... poprawia wartości smakowe warzyw
... wpływa na zawartość witaminy C w
owocach
18
nosiły zawartość cukru w korzeniach
we wszystkich stanowiskach uprawy o
0,3 do 0,7% (Lampe i Orlovius, wyd.
K+S z 9). Nawożenie buraka cukrowego potasem powinno być bardzo
wyważone i dostosowane do rzeczywistych potrzeb potasowych roślin z
uwzględnieniem żyzności gleby i
przedplonu. Potas należy uwzględniać
jako najważniejszy składnik pokarmowy buraka kształtujący wielkość
plonu korzeni i ich cechy jakościowe.
Rzepak. W roślinach rzepaku, potas
stymuluje procesy syntezy tłuszczu, a
także białek i cukrów prostych. Dobre
zaopatrzenie rzepaku w potas,
zwiększa zawartość tłuszczu w nasionach.
Rośliny
strączkowe.
Nawożenie
potasem zwiększa z reguły masę 1000
nasion (MTN) oraz zawartość w
nasionach tłuszczu i białka.
Len. Potas jest bardzo ważnym składnikiem w nawożeniu lnu, ponieważ
poprawia jakość włókna - zwiększa
jego wytrzymałość na zrywanie i
przędzenie. Ponadto potas zwiększa
udział włókna długiego.
Tytoń. Na jakość liści tytoniu, potas ma
największy wpływ spośród wszystkich
składników pokarmowych. Tytoń prawidłowo nawożony potasem zwiększa
udział liści jasnych i zawartość w nich
węglowodanów rozpuszczalnych. Potas wpływa też dodatnio na żarzenie
się tytoniu.
Warzywa w uprawie polowej. Prawidłowe nawożenie potasem poprawia
jakość wszystkich warzyw. Przyczynia
się do uformowania dużych i twardych
główek warzyw kapustnych, zwiększa
zawartość cukrów w korzeniach
marchwi, wzmacnia tkanki owoców
ogórka - co jest szczególnie pożądaną
cechą u owoców przeznaczonych do
kwaszenia. Szczególnie korzystnie wpływa potas na jakość owoców pomidora przyczynia się do prawidłowego kształtu, dobrego wybarwienia i dobrego dojrzewania owoców, które nie pękają i nie występuje na nich zielona piętka (zielona
plamka koło zagłębienia kielichowego). Potas poprawia też smak owoców, co
związane jest z wyższą zawartością cukrów, ponadto zwiększa w owocach
zawartość witaminy C.
W sadownictwie potas przyczynia się do dobrego wybarwienia jabłek, zwiększa
w owocach zawartość witaminy C, pobudza drzewa do zawiązywania owoców.
Prawidłowe żywienie sadów potasem zwiększa przydatność owoców do przechowywania (miąższ nie brązowieje), owoce są większe i jabłka nie wykazują tendencji do marszczenia skórki, owoce są też mniej wrażliwe na choroby i szkodniki.
Objawy niedoboru potasu w roślinach. W warunkach uprawy roślin na glebach
bardzo ubogich w potas przyswajalny, występują na roślinach objawy niedoboru
potasu charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Przy silnym
niedoborze potasu, najczęściej spotykanym zewnętrznym objawem niedoboru
jest żółknięcie roślin i zahamowanie ich wzrostu. W skrajnych przypadkach
niedoboru potasu rośliny obumierają.
Zboża. Niedobór potasu u zbóż i u innych roślin jednoliściennych (np. u traw)
występuje na brzegach i wierzchołkach starszych blaszek liściowych żółtozielone
do czerwonobrązowego zabarwienie, górna część blaszki liściowej jest
pofałdowana i zwija się spiralnie z objawami więdnięcia. U owsa, żyta i pszenicy
żółtozielone zabarwienie liści jest od początku ciemniejsze niż u jęczmienia.
Kolejno następuje czerwonobrązowe zabarwienie liści, które następnie obumierają.
Kukurydza. W warunkach niedoboru potasu występuje ograniczone wytwarzanie
kolb. W wierzchołkowej części kolby występuje słabe zawiązywanie ziarna i słaby
jego wzrost. W konsekwencji następstwem niedoboru potasu jest duże obniżenie
plonu ziarna.
Ziemniak. U ziemniaków uprawianych w warunkach niedoboru potasu liście są
ciemnozielone aż do zabarwienia niebieskozielonego, rośliny stają się krzaczaste.
Wierzchołki starszych liści i ich brzegi wykazują jasne zabarwienie. Liście przyjmują kształt chochelkowaty, z wywiniętymi w dół brzegami.
Burak cukrowy. W pierwszej fazie niedoboru potasu liście przybierają barwę
ciemnozieloną aż do niebieskiej. Liście są węższe od normalnych, na brzegach
starszych liści pojawia się nekroza. Liście następnie więdną, występują na nich
żółte, a następnie brunatne wklęsłe plamy, które z czasem brązowieją i obejmują
całe blaszki liściowe, w końcu liście opadają.
Rzepak. Na roślinach rzepaku uprawianego na glebach ubogich w potas,
występują objawy niedoboru widoczne w pierwszej fazie w formie
niebieskozielonego zabarwienia liści i żółtych plam. Liście są pofałdowane, blaszka liściowa przegięta jest w dół. Na starszych liściach pojawia się chloroza i
nekroza, a następnie liście brunatnieją i obumierają.
Pomidor. Starsze liście wykazują szarozielone zabarwienie z białożółtymi punkta19
Typowe objawy niedoboru potasu
Żółknięcie liści u pszenicy
Chloroza liści u rzepaku
Słabo wykształcone ziarno kukurydzy
w górnej części kolby
Słabo wybarwione i nierównomiernie
dojrzewające owoce pomidorów
Nekroza brzegów liści ziemniaków
Brunatnienie brzegów liści jabłoni
Nekroza liści buraka cukrowego
Chloroza końców starszych liści roślin
cebulowych
20
mi wzdłuż brzegów liści na powierzchniach między nerwami. Punkty te stopniowo
rozszerzają się w plamy i powstają nekrozy. Owoce dojrzewają nierównomiernie,
występuje na nich zielona piętka.
Jabłoń. Przy niedoborze potasu liście są niebieskozielone i pofałdowane, na ich
brzegach i na powierzchniach między nerwami pojawia się chloroza. Następnie
czerwonobrązowe zabarwienie nekrotyczne stopniowo przesuwa się od brzegów
do środkowej części liści, które wkrótce obumierają.
Porzeczki. Liście są niebieskozielone z postępującą chlorozą na powierzchniach
między nerwami, która przechodzi w nekrozę (martwicę tkanek). Brzegi liści są
zwinięte i wygięte w dół. Owoce dojrzewają nierównomiernie i są kwaśne.
Wpływ nadmiaru potasu w glebie na rośliny. W praktyce rolniczej nie spotyka
się bezpośrednio na roślinach objawów nadmiaru potasu, natomiast nadmiar
tego składnika może być widoczny w składzie chemicznym roślin. W warunkach
nadmiernej zawartości potasu przyswajalnego w glebie, rośliny pobierają niekiedy
ten składnik w nadmiarze (tzw. pobranie luksusowe) i w efekcie może np. pasza
dla zwierząt wykazywać za wysoką zawartość potasu w stosunku do norm paszowych. Nadmiar jonów potasowych w glebie może ograniczać pobieranie przez
rośliny magnezu, wapnia, boru, cynku, manganu i azotu amonowego (NH4 ).
Ocena zaopatrzenia roślin w potas na podstawie ich chemicznej analizy. W
warunkach polowej produkcji roślinnej, objawy niedoboru potasu występują na
roślinach tylko przy bardzo silnym wyczerpaniu zasobów tego składnika. Przy
niedoborowej zawartości potasu w glebie, w roślinach występuje często ukryty
niedobór potasu. Rośliny zawierają w tkankach za mało potasu do normalnego
wzrostu i rozwoju, jednak niedobór nie występuje jeszcze w stopniu
powodującym widoczne objawy. Niedobory ukryte można stwierdzić na podstawie wyników analizy roślin. Wyniki tej analizy interpretuje się najłatwiej według
koncepcji przedziałów wystarczającego zaopatrzenia roślin w potas. W
zależności od gatunku rośliny uprawnej, próbki materiału roślinnego należy
pobrać w odpowiednim terminie (tab.8) i oznaczyć w nich całkowitą zawartość
potasu. Na 1 średnią próbkę pobiera się materiał roślinny co najmniej z 20 - 25
miejsc. Wyniki oceny zawartości potasu w roślinach służą przede wszystkim do
oceny prawidłowości systemu nawożenia potasem w gospodarstwie, a w
mniejszym stopniu do wyrównywania niedoborów na kontrolowanej plantacji,
ponieważ termin pobierania próbek roślin jest z reguły za póżny do
uzupełniającego nawożenia potasem.
Niedoborowe zaopatrzenie roślin uprawnych w potas występuje często w
warunkach stosowania w okresie kilku lat dużych dawek azotu i fosforu przy
oszczędnych dawkach potasu.
Pobranie potasu przez wysoko plonujące rośliny uprawne. W niektórych
gospodarstwach zbierane są wysokie plony roślin uprawnych. Plony takie
pobierają potas w dużej ilości, co przedstawiono w tabeli 9. Do zachowania
odpowiedniej zasobności gleb w potas, niezbędne jest zatem stosowanie w tych
gospodarstwach dawek potasu nieco przekraczających pobranie, naturalnie z
uwzględnieniem potasu dostarczanego w nawozach organicznych i współczynnika wykorzystania tego składnika z nawozów.
+
21
Tabela 8: Przedziały wystarczającego zaopatrzenia roślin w potas
(wg Bergmanna,1988)
Roślina
Część rośliny
Faza rozwoju roślin
Przedział zawartości
K % w s.m.
Pszenica ozima
cała roślina
Jęczmień jary
cała roślina
Żyto
cała roślina
Owies
cała roślina
Burak cukrowy
środkowe liście
Ziemniak
Rzepak
Kukurydza
liście
wierzchołkowe
rozwinięte liście
rozwinięte liście
początek strzelania
w źdźbło
początek strzelania
w źdźbło
początek strzelania
w źdźbło
początek strzelania
w źdźbło
50 - 60 dni po
wschodach
początek kwitnienia
Lucerna
Koniczyna czerwona
Kupkówka
wierzchołki roślin
wierzchołki roślin
całe rośliny
początek kwitnienia
wysokość roślin
40 - 60 cm
kwitnienie
kwitnienie
początek kwitnienia
3,50 ­ 5,50
3,00 ­ 5,50
2,80 ­ 4,50
4,50 ­ 5,80
3,80 ­ 7,00
5,00 ­ 6,60
2,80 ­ 5,00
3,00 ­ 4,50
2,50 ­ 3,80
1,80 ­ 3,00
2,50 ­ 3,50
Tabela 9: Pobranie potasu przez wysokie plony niektórych roślin uprawnych
(pobranie przez plon główny wraz z plonem ubocznym)
Rośliny
Pszenica ozima
Jęczmień jary
Ziemniak
Burak cukrowy
Łąka kośna (siano)
Plon główny
w t z ha
Pobranie potasu
w kg K2O z ha
8
6
35
50
8
160
144
266
320
232
Nawożenie potasem
W stosowaniu nawozów potasowych konieczne jest uwzględnianie kryteriów
agrotechnicznych (stanowisko w zmianowaniu, gatunek nawożonej rośliny i jej
przeznaczenie) i agrochemicznych (właściwości nawozu, zasobność gleby) decydujących o skuteczności nawożenia potasem. Kryteria te mają różny stopień
wpływu na efekty nawożenia potasem.
Gleba. Nawozy potasowe są łatwo rozpuszczalne w wodzie i po zmieszaniu z
glebą kationy potasu przechodzą do roztworu glebowego. Kationy te są
dostępne dla roślin, a część jest łatwo sorbowana wymiennie przez glebowy
22
kompleks sorpcyjny. Gleby zawierające dużo cząstek koloidalnych i dużo
próchnicy (z wyjątkiem gleb organicznych) wykazują szczególnie duże zdolności
sorpcyjne w stosunku do kationów potasu. Jeśli w takich glebach zawartość
potasu przyswajalnego jest niska, to niezbędne jest nawożenie dużymi dawkami
potasu w celu wysycenia kompleksu sorpcyjnego jonami potasowymi. W takich
warunkach dawki potasu powinny przewyższać pobranie tego składnika przez
rośliny. Takie postępowanie zabezpiecza potrzeby pokarmowe roślin w stosunku
do potasu i ogranicza intensywność niewymiennego wiązania jonów potasu.
Potas stosowany na gleby lekkie (piaskowe) o słabych właściwościach sorpcyjnych ulega łatwo wymyciu w głąb profilu glebowego. Na tych glebach wielkość
dawek potasu nie powinna przewyższać potrzeb nawożonych roślin w jednym
okresie wegetacyjnym.
Wielkość dawek potasu należy określać nie tylko na podstawie fizycznych
właściwości gleb i potrzeb potasowych uprawianych roślin lecz także na podstawie chemicznie oznaczonej zawartości potasu przyswajalnego w glebie. Z
dużym uproszczeniem można przyjąć zasadę zwiększania średniej zalecanej
dawki potasu o 20 - 30 % na glebach o niskiej i bardzo niskiej zawartości potasu przyswajalnego i zmniejszania o 15 - 20 % średniej dawki potasu
stosowanego na gleby o wysokiej i bardzo wysokiej zawartości przyswajalnej
formy tego składnika.
Roślina. Dawki potasu i właściwości nawozów potasowych należy dostosowywać nie tylko do gatunków uprawianych roślin, ale często też do ich odmian, co dotyczy przeważnie ziemniaków, jęczmienia jarego, pszenicy, tytoniu i w
mniejszym stopniu kilku innych gatunków roślin.
Największa ilość potasu pobierana jest przez rośliny okopowe i warzywa, jednak
np. w uprawie ziemniaków znacznie większe dawki potasu należy stosować pod
odmiany póżne niż wczesne, a poza tym cel uprawy ziemniaków różnicuje też
wielkość dawek potasu. Zasady nawożenia roślin według ich wymagań odmianowych należy uznać za rozwojowy kierunek w nawożeniu.
W praktyce rolniczej stosowane są głównie chlorkowe nawozy potasowe zwane
solami potasowymi, które są efektywne w nawożeniu roślin nie wrażliwych na
obecność chloru. Część roślin jest jednak wrażliwa na chlor i te gatunki należy
nawozić siarczanem potasu. Reakcja roślin na chlor zależy też od wielkości dawki
nawozu - np. na gromadzenie skrobi w bulwach ziemniaka niekorzystnie
wpływają duże dawki chlorkowych nawozów potasowych.
Pod względem wrażliwości na chlor, rośliny uprawne dzielimy na 4 grupy.
Rośliny bardzo wrażliwe na chlor: czerwona porzeczka, agrest, malina,
truskawka, jeżyna, borówka, drzewa pestkowe (szczególnie czereśnia), fasola,
ogórek, cykoria, melon, papryka, cebula, sałata, cukinia, dynia, chmiel, tytoń,
wszystkie uprawy pod szkłem, rośliny kwiatowe i ozdobne, świerk serbski oraz
rozsady większości roślin.
Rośliny względnie wrażliwe na chlor: ziemniak, słonecznik, winorośl, drzewa
ziarnkowe, czarna porzeczka, pomidor, rzodkiewka, kalarepa, brukselka, groch,
szpinak, marchew, czosnek i rzodkiew.
24
Rośliny tolerujące chlor: zboża, kukurydza, rzepak, szparag, kapusta głowiasta,
burak ćwikłowy, rabarbar, użytki zielone, mieszanki koniczyn z trawami.
Rośliny reagujące korzystnie na chlor: burak cukrowy, burak pastewny, seler i
burak liściowy.
W prawidłowym stosowaniu nawozów potasowych należy brać pod uwagę
dodatkowe składniki pokarmowe roślin zawarte w niektórych nawozach, w tym
magnez, sód i siarkę. Nawozy potasowe zawierające magnez, w pierwszej kolejności należy przeznaczać na gleby lekkie, z reguły ubogie w magnez przyswajalny dla roślin, a także do nawożenia buraka cukrowego. Niedobór magnezu jest
bardzo niekorzystny na użytkach zielonych, powoduje występowanie u bydła
choroby niedoborowej zwanej hipomagnezemią - dlatego również na łąki i pastwiska zaleca się nawozy potasowe z dodatkiem magnezu. Również nawozy potasowe zawierające sód są zalecane na użytki zielone, ponieważ w kraju ponad
50% próbek siana wykazuje niedobór sodu. Sód jest niezbędny również w
nawożeniu buraków. Nawozy potasowe zawierające siarkę należy stosować pod
wszystkie rośliny krzyżowe - pod rzepak, gorczycę, kapustę i inne, a także pod
buraki cukrowe i ziemniaki o wymaganych wysokich parametrach jakościowych
bulw. Nawozy zawierające siarkę działają też korzystnie na jakość paszy z
użytków zielonych.
25
Agrotechniczne terminy nawożenia potasem. Nawozy potasowe są w zasadzie
nawozami przedsiewnymi. Potas stosuje się pogłównie tylko na rośliny wieloletnie - w tym na lucernę, plantacje traw nasiennych oraz na użytki zielone. W
nawożeniu roślin ozimych - zbóż i rzepaku, wskazane jest przykrycie nawozów
potasowych w czasie podorywki. W warunkach polskiego rolnictwa z dużym
udziałem gleb lekkich, uzasadnione jest jednak w licznych przypadkach
pogłówne stosowanie potasu na zboża ozime. Jeśli rolnik nie mógł z różnych
powodów zastosować nawóz potasowy przed siewem żyta lub pszenicy ozimej,
możliwe jest pogłówne zastosowanie potasu wczesną wiosną. Nawozy potasowe
jako łatwo rozpuszczalne w wodzie przenikają wraz z wodą deszczową do systemu korzeniowego zbóż ozimych i potas jest w tym przypadku podobnie
skuteczny jak po zastosowaniu przedsiewnym, co wykazano w licznych ścisłych
doświadczeniach polowych.
Na glebach średnich i ciężkich - zwłaszcza w nawożeniu buraków cukrowych,
wskazane jest przyorywanie nawozów potasowych jesienią łącznie z obornikiem.
Współdziałanie nawozów potasowych i obornika jest korzystne, ponieważ
obornik sorbuje część potasu chroniąc go przed wymyciem w głąb profilu glebowego przez wody opadowe od jesieni do pobierania potasu przez rośliny buraka. Pod ziemniaki, nawozy potasowe stosuje się również łącznie z obornikiem
przyorywanym wiosną.
26
Na użytkach zielonych nie ma możliwości przykrycia nawozów glebą, dlatego
nawozy potasowe należy stosować wczesną wiosną, natychmiast po
rozpoczęciu wegetacji, co sprzyja wystarczająco wczesnemu przemieszczeniu
potasu przez wody opadowe do systemu korzeniowego runi. W nawożeniu pastwisk należy unikać jednorazowych dużych dawek potasu przekraczających 80 kg
K2O/ha, ponieważ młoda ruń pastwiskowa może pobierać ten składnik w nadmiernej ilości w stosunku do potrzeb paszowych. W tak zwanym ”luksusowym”
pobieraniu potasu przez ruń pastwiskową zawartość potasu w suchej masie
roślin może dochodzić do 4 % K, podczas gdy maksymalna dopuszczalna
zawartość potasu w runi pastwiskowej określana jest na około 2 % K, a
zawartość optymalna wynosi 1,7 % K w suchej masie. Dawki potasu
przekraczające 80 kg K2O/ha należy zatem dzielić na 2 części i pierwszą część
zastosować wczesną wiosną, a drugą po pierwszym lub drugim wypasie pastwiska. Korzystne jest też dzielenie dużych dawek potasu w nawożeniu łąk
kośnych.
Technika stosowania nawozów potasowych. Rozsiewanie nawozów potasowych na polu nie jest związane z utrudnieniami. Nawozy te można wysiewać
rozsiewaczami nawozowymi lub siewnikami zbożowo-nawozowymi, ponieważ
nawozy potasowe nie pylą i nie są nadmiernie higroskopijne. Po rozsiewie na rolę,
nawozy potasowe należy zmieszać z glebą na głębokość 10 - 15 cm. Zmieszanie
nawozu z glebą powinno być głębsze (do 15 cm) po zastosowaniu dużych dawek
potasu i płytsze (do 10 cm) po zastosowaniu dawki małej - do 60 kg K2O/ha. Do
siewu nasion można przystąpić po 6 - 8 dniach od daty zmieszania nawozu potasowego z glebą. Po stosowaniu mniejszych dawek potasu (do 60 kg K2O/ha) i po
głębszym zmieszaniu większych dawek nawozu potasowego z glebą, siew nasion
można wykonać już po 4 - 6 dniach od daty zmieszania nawozu z glebą, a po zastosowaniu większych dawek potasu (powyżej 60 kg K2O/ha) lub po płytkim
zmieszaniu nawozu z glebą, siew nasion należy opóżnić do 7 - 10 dni od daty
zmieszania nawozu z glebą. Po zastosowaniu nawozów potasowych jesienią z
przeznaczeniem pod rośliny jare, wystarczy przykrycie nawozów ciężką broną,
ponieważ łatwo rozpuszczalny nawóz przeniknie w głąb gleby wraz z wodami
opadowymi.
Dawki potasu. Zalecane w tabeli 10 dawki potasu sa informacją przybliżoną i
należy je weryfikować z uwzględnieniem każdego stanowiska uprawy roślin.
Dawki te podane są na gleby o średniej zawartości potasu przyswajalnego, dlatego wskazane jest uzupełniające uwzględnienie zasobności gleby w potas
przyswajalny dla roślin.
Efektywność nawożenia potasem
W ocenie efektów nawożenia wyróżniamy przyrodniczą (czyli techniczną) efektywność nawożenia, mierzoną zwyżką plonu uzyskaną po zastosowaniu 1 kg
składnika pokarmowego roślin lub 1 kg kilku składników we właściwej proporcji
oraz ekonomiczną efektywność nawożenia - czyli opłacalność. Poziom
opłacalności nawożenia zależy od efektywności przyrodniczej oraz od cen
nawozów i ziemiopłodów, dlatego ze względu na dużą zmienność cen, opłacalność nawożenia jest koniunkturalna i zmienia się nawet w krótkich okresach.
27
Tabela 10: Średnie dawki potasu w nawożeniu ważniejszych roślin uprawy
polowej i użytków zielonych
Rośliny
Pszenica
Żyto
Pszenżyto
Jęczmień ozimy
Jęczmień jary
Owies
Burak cukrowy
Ziemniak
Kukurydza
Rzepak
Len
Chmiel
Bobik
Groch
Łubin
Motylkowe z trawami
Lucerna i koniczyna
czerwona
Łąki
Pastwiska
28
Plon główny Dawka potasu
t z ha
w kg K2O/ha
3-5
70 - 90
6-8
100 - 140
2-3
50 - 70
4-6
80 - 110
3-4
60 - 80
5-7
90 - 120
4-6
80 - 120
7-9
120 - 160
3-5
80 - 100
6-8
100 - 140
2-3
60 - 80
4-6
100 - 130
30 - 40
120 - 150
40 - 55
150 - 200
20 - 25
80 - 100
25 - 35
120 - 140
25 - 30
25 - 40
80 - 100
140-160
5-8
50 - 70
2 - 2,5
2,5 - 3,5
5-7
5-7
1,2 - 1,5
4-5
3-4
2,5 - 3,5
8 - 10
7 - 10
160 - 180
170 - 210
130 - 170
160 - 200
90 - 120
70 - 100
120 - 180
100 - 120
80 - 100
50 - 80
160 - 180
160 - 200
5-8
25 - 35
120 - 180
100 - 140
Uwagi
na oborniku
na oborniku
odmiany wczesne
konsumpcyjny i do
przerobu kons.
plantacje nasienne
do celów przemysłowych
(skrobiowy)
i paszowych
uprawa na ziarno
uprawa na silos (zielonkę)
włóknisty - plon z nasionami
oleisty - plon ze słomą
siano
siano
siano
zielonka
Współcześnie rozpatruje się zatem najczęściej przyrodniczą efektywność
nawożenia jako miernik skutków gospodarczych nawożenia, która przy znajomości aktualnych cen może być podstawą do obliczenia opłacalności nawożenia.
Efektywność nawożenia mineralnego można oceniać z uwzględnieniem kilku (24) składników równocześnie, np. azotu, fosforu, potasu i ewentualnie magnezu,
stosowanych w odpowiednich proporcjach pod poszczególne gatunki roślin
uprawnych lub efektywność nawożenia jednym składnikiem na tle optymalnych
dawek pozostałych dwóch składników. Oceniając efektywność nawożenia
potasem, uwzględniamy działanie tego składnika w warunkach optymalnych
dawek azotu i fosforu dla danego gatunku roślin, przy prawidłowej zawartości
magnezu w glebie i jej optymalnym odczynie (pH).
Efektywność nawożenia mineralnego, w tym również nawożenia potasem oceniana była w Polsce w dużych seriach ścisłych doświadczeń polowych. Najbardziej
wartościowe są nowsze wyniki doświadczeń prowadzonych z nowymi, intensywnymi odmianami roślin uprawnych. W tej publikacji przedstawiono tylko charakterystyczne fragmenty wyników z kilku serii ścisłych doświadczeń polowych i
łąkarskich, jednak podaną opinię można ekstrapolować w dużym przybliżeniu
również na nie omówione gatunki roślin uprawnych.
W latach 1962 - 1980 przeprowadzono z inicjatywy prof. K. Boratyńskiego dużą
serię ścisłych doświadczeń polowych w technikach rolniczych na terenie całego
kraju oraz z inicjatywy prof. W. Boguszewskiego serię doświadczeń w zakładach
doświadczalnych Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa. Doświadczenia
te prowadzono ze zwiększanymi dawkami azotu, fosforu i potasu, przyjmując dla
każdego składnika 3 poziomy nawożenia na tle optymalnego nawożenia pozostałymi dwoma składnikami. Część wyników z tych doświadczeń została zreferowana przez Fotymę i Goska (1992). W okresie 12 lat (3 rotacje zmianowania)
doświadczenia prowadzono w 56 miejscowościach, a czwartą rotację w 30 punk-
Tabela 11: Efektywność nawożenia potasem trzech gatunków roślin uprawnych
(średnia z 16 lat i 56 miejscowości obliczona na podstawie opracowania Fotymy i Goska, 1992)
Efektywność w kg plonu głównego na 1 kg K2O
Rośliny
w kolejnej dawce
K2O w kg/ha
80
160
240
Pszenica ozima
2,87
1,75
1,42
Ziemniak
25,0
10,0
6,2
Burak cukrowy
35,0
26,2
23,3
tach. Z zestawionych wyników można m. in. wnioskować o średniej dla kraju
efektywności nawożenia roślin uprawnych azotem, fosforem i potasem. W tabeli
11 zestawiona jest efektywność nawożenia potasem trzech wybranych gatunków
roślin - zajmujących ważną pozycję w rolnictwie kraju.
Efektywność nawożenia potasem wyrażona w kg plonu głównego na 1 kg K2O
29
zastosowany w kolejnych 80 kg K2O/ha na tle optymalnych dawek N i P wykazuje, że nawet na największych dawkach potasu (240 kg K2O/ha/rok) uzyskiwano
znaczne zwyżki plonu. Podane wyniki korespondują z wynikami opublikowanymi
przez innych autorów prowadzących podobne eksperymenty. W doświadczeniach ze stosowaniem pod ziemniaki zwiększonych dawek potasu w formie siarczanu potasu, Roztropowicz (1986) uzyskała nieco większą efektywność nawożenia tym składnikiem (tab.12) od efektywności wykazanej w tabeli 11.
Tabela 12: Efektywność nawożenia ziemniaków potasem
(Roztropowicz, 1986)
Dawka K2O
w kg/ha
Plon bulw
w t z ha
Efektywność kolejnych 80 kg
K2O w kg bulw na 1 kg K2O
0
80
160
240
320
22,9
25,2
26,2
26,9
27,1
28,7
12,5
8,7
2,5
Z syntezy wyników ze 103 doświadczeń z nawożeniem buraka cukrowego opracowanej przez Siwickiego (1981) wynika, że efektywność nawożenia potasem
była stosunkowo wysoka (tab.13).
Tabela 13: Efektywność nawożenia buraka cukrowego potasem
(wg Siwickiego, 1981)
Dawka
K2O w kg/ha
Efektywność
w kg korzeni / 1 kg K2O
50
100
150
200
41
29
22
19
Efektywność nawożenia potasem oceniano też w licznych ścisłych doświadczeniach przeprowadzonych na użytkach zielonych. W tabeli 14 zestawione są
najbardziej charakterystyczne wyniki cytowane przez Kostucha (1996), który
powołuje się również na innych autorów.
Z zestawionych wyników można wnioskować, że efektywność nawożenia
potasem użytków zielonych maleje wraz z wysokością nad poziomem morza
oraz jest znacznie większa na glebach torfowych niż na glebach mineralnych.
Cytowane fragmenty z licznych doświadczeń ścisłych przeprowadzonych w
Polsce nad działaniem nawozów potasowych w nawożeniu roślin uprawy polowej
i użytków zielonych nie są w pełni aktualne w przypadku zbóż. W omówionych
doświadczeniach uprawiano stare odmiany zbóż i uzasadnione byłoby sprawdzenie reakcji na potas nowych plennych odmian, szczególnie uprawianych obecnie
odmian pszenicy ozimej, pszenicy jarej i jęczmienia jarego.
30
Tabela14: Efektywność nawożenia potasem użytków zielonych
(wg Kostucha,1996)
Zwyżka plonu siana w kg/1 kg K2O
Dawka
Gleby mineralne
Gleby torfowe
K2O
wg Morawg Kostucha
wg Dobo- wg Moraw kg/ha czewskiego
szyńskiego czewskiego
< 300 m 300-500 m 500-1000m
n.p.m.
n.p.m.
n.p.m.
40
80
120
15
15
13
11
12
8
10
13
7
22
27
24
26
23
19
wg
IMUZ*)
21
24
16
*) Instytut Melioracji i Użytków Zielonych
Bilans potasu w polskim rolnictwie
Bilansowanie składników pokarmowych roślin może być tylko orientacyjne,
ponieważ niektóre ich ubytki z gleby i przychody nie zawsze są wystarczająco
rozpoznane. Bilanse składników pokarmowych roślin można opracowywać dla
jednego jednolicie zagospodarowanego łanu, dla gospodarstwa rolnego lub dla
rejonu administracyjnego - np. w skali województwa lub kraju. W tym rozdziale
przedstawiono ramowe bilanse potasu jako składnika pokarmowego roślin w
trzech uproszczonych wariantach: bilans potasu w doświadczeniu nawozowym,
bilans w 4-letnim zmianowaniu w gospodarstwie rolnym oraz ramowy roczny
bilans potasu dla produkcji roślinnej w skali kraju.
Bilans potasu w doświadczeniu nawozowym. W latach 1970-1989
przeprowadziliśmy 20-letnie doświadczenie nawozowe (statyczne) na użytku
zielonym (Czuba i Murzyński, 1993). Doświadczenie prowadzono na madzie
nadodrzańskiej (woj. opolskie), z którego przedstawiono w bilansie tylko fragment
związany z potasem (tab. 15).
W doświadczeniu stosowano w okresie 20 lat różne dawki azotu (od 120 do 600
kg N/ha/rok) przy jednakowych corocznych dawkach fosforu - 90 kg P2O5 i potasu 240 kg K2O/ha. W tabeli 15 przedstawiono wyniki uzyskane na trzech
wybranych wariantach nawozowych. Na obiekcie „0” (bez nawozów w okresie 20
lat) uzyskano bardzo niskie plony siana, średnio 3,1 t z ha/rok. Zawartość potasu
w sianie była też niska (1,52 % K ). Jednak w każdym roku ruń łąkowa pobierała
56 kg K2O z ha. Zawartość potasu przyswajalnego zmniejszyła się w glebie jednak nieznacznie, tylko o 71 kg K2O/ha, czyli średnio w każdym roku obniżała się
o 3,6 kg K2O/ha. Z wyników uzyskanych na obiekcie „0” (bez nawozów) można
zatem wnioskować, że rośliny pobierały z uwalnianego potasu z form trudno rozpuszczalnych do formy dostępnej dla roślin średnio w okresie 20 lat około 52 kg
K2O z ha/rok. Dane liczbowe zestawione w kolejnych dwóch wariantach
nawozowych doświadczenia wykazują, że na obu dawkach azotu (120 i 360 kg
N/ha) bilans potasu ukształtował się prawidłowo, ponieważ różnice między
pobraniem potasu przez ruń a zastosowanym nawożeniem potasowym są nieznaczne. Plony siana były przy tym wysokie (9,4 - 10,6 t z ha/rok), a zawartość
31
potasu w sianie była właściwa (1,85 - 2,00 % K). Na obiektach doświadczenia „N
- 120” i „N - 360”, po odliczeniu 52 kg K2O/ha/rok udostępnianego roślinom z
form rezerwowych, ruń pobrała z nawozu potasowego odpowiednio 186 i 201 kg
K2O z ha, a zatem wykorzystanie potasu wynosiło średnio w okresie 20 lat 77%
na obiekcie „N - 120” i 84 % na obiekcie „N - 360”. Uzyskane współczynniki
wykorzystania potasu należy uznać za wysokie, które jednak można było oczekiwać ze względu na intensywne nawożenie azotem, przyczyniające się do
tworzenia dużej masy roślinnej.
Tabela 15: Bilans potasu w 20-letnim doświadczeniu nawozowym na użytku
zielonym (Czuba i Murzyński, 1993)
Nawożenie
w kg/ha/rok
Średnie plony
w okresie 20 lat
siano w t z ha/rok
0
N-120+P2O5-90+K2O-240
N-360+P2O5-90+K2O-240
3,1
9,4
10,6
Średnie pobranie Różnica bilansowa
potasu w okresie
w kg K2O/ha/rok
20 lat
K2O w kg z ha/rok
56
238
253
- 56
+2
- 13
Bilans potasu w 4-letnim zmianowaniu. Pobranie potasu z ha przez 4 kolejne
rośliny uprawiane w okresie 4 lat zestawione jest w tabeli 16 i wynosi 631 kg K2O
z ha w okresie 4 lat. Przychód potasu z rozpoznanych żródeł wynosi w okresie 4
lat około 1024 kg K2O/ha (tab.17), jednak niezbędne jest uwzględnienie
współczynnika wykorzystania potasu przez uprawiane rośliny. Z licznych ścisłych
doświadczeń polowych wynika, że średnie w kraju wykorzystanie potasu z
obornika, w okresie 4 lat kształtuje się na poziomie 60%, a z nawozów mineralnych 70%.
Tabela 16: Pobranie potasu przez rośliny w 4 -letnim zmianowaniu
Rośliny
Plon główny
t z ha
Pobranie potasu w okresie
wegetacyjnym
w kg K2O z ha
Burak cukrowy
Jęczmień jary
Koniczyna (siano)
Pszenica ozima
Pobranie K2O
w okresie 4 lat w kg z ha
40,0
4,5
8,0
5,0
x
256
108
167
100
631
Po przyjęciu dla potasu dostarczonego do gleby z wszystkich żródeł wykazanych
w tabeli 17 wykorzystania tego składnika przez rośliny na poziomie 65%, uzyskuje się tylko niewielki niedobór potasu w bilansie 4-letnim, wynoszący 34 kg
K2O/ha (tab.17). Można zatem zaakceptować pogląd, że przy wykazanym w tabeli
16 poziomie plonów, zalecane nawożenie potasem jest prawidłowe. Ze względu
na ochronę środowiska, szczególnie w celu utrzymania wód gruntowych nie
32
zanieczyszczonych potasem, w nawozowym bilansie potasu należy przyjmować
nieduży deficyt tego składnika, przez co podnosi się stopień wykorzystania
przez rośliny glebowych zasobów potasowych. W podanym przykładzie (tab. 17)
deficyt potasu wynosi 34 kg K2O/ha w okresie 4 lat, czyli 8,5 kg K2O/ha/rok.
Praktyczną kontrolą obliczonego bilansu potasu powinny być okresowe badania
zasobności gleb w potas przyswajalny dla roślin.
Tabela 17: Bilans potasu w zmianowaniu 4 - letnim
Żródła potasu
Przychód potasu
w kg K2O na ha
Z obornika: 40 t/ha pod buraki cukrowe, o zawartości 0,7% K2O
280
Z nawozów mineralnych wg zalecanych dawek
(180+100+180+100) kg K2O na ha
560
Z rozkładu substancji organicznej i z minerałów glebowych
(4 lata x 40 kg/ha)
160
Z odpadów atmosferycznych (4 lata x 6 kg/ha)
24
Razem w okresie 4 lat
1024
Wykorzystanie zasobów K w 65% - (średnio z wszystkich żródeł)
665
Deficyt potasu w okresie 4 lat wynosi 665 - 631
-34
=
czyli deficyt wynosi = 8,5 kg K2O/ha/rok
Bilans potasu w produkcji roślinnej w skali kraju. Zapotrzebowanie polskiego
rolnictwa na nawozy mineralne i bilans składników pokarmowych roślin dla krajowej produkcji roślinnej opracowywane były w Polsce w ostatnim
pięćdziesięcioleciu kilkakrotnie, co związane było z rozbudową przemysłu
nawozów mineralnych. W bilansach tych uwzględniano po stronie rozchodu
pobieranie składników przez rośliny uprawy polowej i przez roślinność użytków
zielonych, a po stronie przychodów masę składników dostarczanych rolnictwu w
nawozach organicznych i mineralnych, azot wiązany przez rośliny motylkowe, a
w niektórych obliczeniach uwzględniano też przychody fosforu i potasu
dostępne dla roślin z zapasów glebowych. Największe zużycie nawozów mineralnych osiągnięto w Polsce w roku gospodarczym 1988/1989 - na 1 ha użytków
rolnych zużyto w tym okresie średnio w kraju 82,0 kg azotu (N) + 50,9 kg fosforu
(P2O5) + 62,6 kg potasu (K2O), czyli 195,5 kg N + P2O5 + K2O/ha. Jednak
największe zużycie potasu osiągnięto w roku gospodarczym 1979/1980,
które wynosiło 71,9 kg K2O/ha użytków rolnych, przy zużyciu w tym samym roku
69,6 kg azotu (N) + 51,4 kg fosforu (P2O5) - razem 192,9 kg N + P2O5 + K2O/ha. W
okresie największego zużycia nawozów mineralnych, poprawiła się zasobność
gleb oceniana w skali kraju, zarówno w fosfor jak i potas (tab.6). Po 1989 roku
zużycie nawozów mineralnych gwałtownie spadło, w tym potasu (K2O) do około
20 kg/ha/rok średnio w kraju i skutek tego ograniczonego nawożenia potasem
jest widoczny w stopniowym zmniejszaniu się zawartości potasu przyswajalnego
33
w glebach, co w krajowych syntezach wyników badań gleb uwidoczniło się po
1993 roku.
Do obliczenia zapotrzebowania rolnictwa na potas, niezbędne jest rozpatrywanie
odpowiedniego poziomu plonowania roślin. Na okres 2000 - 2005 r. po
uwzględnieniu warunków polskiego rolnictwa, średnio dla kraju można przyjąć
możliwości plonowania głównych roślin uprawnych według zestawienia w tabeli
18 (Fotyma, Czuba, Gosek i Krasowicz - 1993).
Tabela 18:Ocena możliwości plonowania roślin w latach 2000 - 2005
Rośliny
Plon główny (średni dla kraju)
w t z ha
4 zboża
ziemniaki
buraki cukrowe
siano łąkowe
średnia produkcja
jednostek zbożowych/ha
3,9
23,3
41,2
6,5
42,8
Przy podanym poziomie plonowania, średnie roczne pobranie potasu przez
rośliny wyniesie około 127 kg K2O/ha. Przyjmując tę wielkość do obliczeń bilansowych, odpowiednie pozycje wynikowe przedstawiają się wg tabeli 19.
Tabela 19: Uproszczony bilans potasu w produkcji roślinnej w skali kraju
w latach 2000 - 2005
Żródła potasu
w kg K2O/ha/rok
1. Nawozy organiczne -
40
2. Potas uwalniany z form trudno dostępnych
Razem
30
70
3. Potrzeby potasu w nawozach mineralnych:
pobranie przez rośliny 127 kg K2O/ha/rok - 70 kg =
57
Do zapewnienia stopniowego wzrostu plonowania roślin uprawnych,
niezbędne jest zatem stosowanie w najbliższych latach w nawozach mineralnych średnio w kraju 57 kg K2O/ha użytków rolnych/rok.
Powierzchnia użytków rolnych wynosi w kraju około 18 mln ha, czyli coroczne
dostawy potasu w mineralnych nawozach potasowych powinny wynosić około
1.026 tys. ton K2O. Wyliczone zapotrzebowanie na potas należy uznać za minimalne, nie gwarantujące systematycznej poprawy zasobności gleb w potas
przyswajalny. Zwiększenie zawartości potasu przyswajalnego w glebach
nastąpiło w Polsce w okresie średniego krajowego zużycia 60 - 72 kg K2O/ha
użytków rolnych/rok, co w znacznym stopniu dokumentuje prawidłowość wyliczonej średniej rocznej dawki minimalnej 57 kg K2O/ha użytków rolnych - gwarantującej wystarczające zaopatrzenie roślin do zapewnienia stopniowego rozwoju
34
produkcji roślinnej, jednak bez znaczącej poprawy zasobności gleb w potas
przyswajalny.
Przedstawiony bilans powinien być jednak weryfikowany co kilka lat.
Potrzeby potasu w rolnictwie w układzie regionów kraju. Wyniki badań nad
zasobnością gleb kraju zestawione z okresu badań 1993-1999 według
województw w nowym podziale administracyjnym (od 01.01.1999) wykazały, że
w poszczególnych regionach gleby różnią się znacznie zasobnością w potas
przyswajalny (tab.20). Wyniki te reprezentują 4.451 tys. ha użytków rolnych, z
których pobrano do badań 2.845 tys. próbek gleby - a zatem wnioski wynikające
z tej serii badań można ekstrapolować na poszczególne województwa i na kraj.
Tabela 20: Udział powierzchni użytków rolnych w % wg zasobności gleb w potas
przyswajalny z uwzględnieniem województw
(Olechnowicz i Porzeżyński, 1999)
Lp. Województwo
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Zawartość K2O w glebach
bardzo
niska
niska
średnia
wysoka
bardzo
wysoka
Dolnośląskie
Kujawsko-Pomorskie
Lubelskie
Lubuskie
Łódzkie
Małopolskie
Mazowieckie
Opolskie
Podkarpackie
Podlaskie
Pomorskie
Śląskie
Świętokrzyskie
Warmińsko-Mazurskie
Wielkopolskie
Zachodnio-Pomorskie
13
7
18
15
30
32
34
12
32
23
8
20
23
8
18
12
20
26
32
35
37
19
35
23
26
40
25
20
28
24
34
34
32
31
27
32
19
22
17
34
18
24
32
26
18
39
28
30
14
18
10
12
7
8
6
14
8
8
15
13
11
16
11
13
21
18
13
6
7
19
8
17
16
5
20
21
20
13
9
11
Polska
19
29
27
11
14
Do regionów z największym udziałem gleb o bardzo niskiej i niskiej zawartości
potasu przyswajalnego należą województwa mazowieckie (69%), łódzkie (67%)
i podlaskie (63%), a najmniejszy udział gleb o bardzo niskiej i niskiej zawartości
potasu występuje w województwach warmińsko-mazurskim (32%) oraz
dolnośląskim, kujawsko-pomorskim i pomorskim (po 33%). Duże różnice regionalne w zasobności gleb w potas przyswajalny wyłaniają konieczność uwzględnienia tego faktu w gospodarowaniu potasem.
35
Streszczenie
Potas jest podstawowym składnikiem pokarmowym roślin, jest też niezbędnym
pierwiastkiem w żywieniu człowieka i zwierząt. W glebach występuje w
minerałach glebotwórczych, z których stopniowo udostępniany jest roślinom,
przechodząc w procesach przemian minerałów do roztworu glebowego w formie
jonu potasu (K+). Rośliny pobierają potas w dużej ilości w porównaniu z
pobieraniem innych składników z gleby. Pierwiastek ten niezbędny jest wszystkim
roślinom do wytworzenia plonu i do ukształtowania jego cech jakościowych
korzystnych dla konsumpcji, do celów paszowych i dla przetwórstwa rolnego.
Ilość potasu występującego w glebach w formie przyswajalnej dla roślin nie
wystarcza jednak do normalnego plonowania roślin uprawnych, dlatego
niezbędne jest uzupełniające nawożenie potasem w formie nawozów organicznych i mineralnych.
Podstawą do oceny glebowych zasobów potasu przyswajalnego dla roślin jest
chemiczne oznaczenie zawartości w glebach tej formy potasu oraz kontrola stanu
zaopatrzenia roślin w potas poprzez oznaczenie zawartości potasu w roślinach
uprawnych. Metody analizy gleb i roślin są komplementarne i można je stosować
równolegle.
Największe zużycie nawozów potasowych w Polsce uzyskano w roku gospodarczym 1979/1980, które wynosiło średnio w kraju 71,9 kg K2O/ha użytków rolnych
i tylko nieznacznie obniżyło się w okresie następnych 9 lat. W roku gospodarczym
1988/89 wynosiło 62,6 kg K2O/ha użytków rolnych. W okresie stosowania takich
dawek potasu, znacznie poprawiła się zasobność gleb w potas przyswajalny dla
roślin. W skali kraju udział gleb o bardzo niskiej i niskiej zawartości potasu
zmniejszał się systematycznie z 65% w 1965 roku do 41% w latach 1976-1993.
Po 1993 roku zużycie nawozów potasowych radykalnie spadło – do około 20 kg
K2O/ha/rok, co spowodowało zwiększenie w skali kraju udziału gleb o bardzo
niskiej i niskiej zawartości potasu przyswajalnego do 48%.
Bilans potasu obliczony dla kraju na lata 2000-2005 wykazuje, że przy stopniowym rozwoju produkcji roślinnej, średnie roczne pobranie potasu przez rośliny
uprawy polowej i przez ruń użytków zielonych wyniesie 127 kg K2O/ha/rok.
Przychód potasu do gleby z nawozów organicznych wyniesie w tym czasie około
40 kg K2O/ha/rok, z minerałów glebowych średnio około 30 kg K2O/ha/rok – czyli
średnia dla kraju roczna dawka potasu dostarczana w nawozach mineralnych powinna wynosić około 57 kg K2O/ha, a zatem rolnictwo powinno
corocznie zastosować około 1.026 tys. ton K2O w nawozach mineralnych.
36
Literatura
Andruszczak E., Czuba R. 1984: Wstępna charakterystyka całkowitej zawartości
makro- i mikroelementów w glebach polskich. Rocz. Glebozn. 35,2: 61-78,
Bergmann W. 1988: Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen.
VEB Gustav Fischer Verlag, Jena, 762,
Bobrownicki W., Pieniążek T. 1969: Technologia soli potasowych. Wyd.
Naukowo-Techniczne, Warszawa, 276
Czuba R. 1995: Zmiany zasobności gleb kraju w trzydziestoleciu oraz
eksperymentalna ocena systemów regeneracji nadmiernie wyczerpanych
ich zasobów. Zesz.Probl.Post. Nauk Rol. 421 a: 59-65
Czuba R., Murzyński J. 1993: Wielkość i jakość plonów siana oraz zmiany zasobności gleby w warunkach stosowania dużych dawek NPK w okresie 20 lat.
Rocz. Nauk Rol. s.A, 110, z. 1-2
Fotyma M., Czuba R., Gosek S., Krasowicz S. 1993: Zapotrzebowanie polskiego
rolnictwa na nawozy mineralne do roku 2010. Przemysł Chemiczny,
72, 6: 219-226
Fotyma M., Gosek S. 1992: Rezerwy potasu glebowego i efektywność nawożenia potasem w Polsce. Wyd. International Potash Institute, Basel, 40
Kostuch R. 1996: Nawożenie mineralne użytków zielonych. Rozdz. 5 w książce
„Nawożenie mineralne roślin uprawnych”. Wyd. Zakłady Chemiczne Police,
414
Lampe D., Orlovius K., z. nr 9. Vier wichtige Nährstoffe für die Zuckerrübe. Wyd.
K+S Anwendungs-Beratung, Kassel, 20
Mazur T.1988: Rośliny okopowe. Rozdz. 3 w książce „Wpływ nawożenia na
jakość plonów”. Państw. Wyd. Naukowe, Warszawa, 360
Mengel K. 1972: Ernährung und Stoffwechsel der Pflanze. Gustav Fischer Verlag,
Stuttgart, 470
Olechnowicz M., Porzeżyński P. 1999: Zestawienie wyników badań wykonanych
w latach 1993-1998 przez okręgowe stacje chemiczno-rolnicze. Opracowano w OSChR Warszawa
Rodewyk A. 1979: Information über Kali. Ratgeber für die Landwirtschaft, z. nr 4.
Wyd. Kali und Salz AG Kassel, 128
Roztropowicz S. 1986: Plony bulw ziemniaka zależnie od dawki K2O. Wyniki
autorskie przekazane do książki „Nawożenie” (str.395). Wyd. PWRiL,
Warszawa, 564
Ruszczyc Z. 1985: Żywienie zwierząt i paszoznawstwo. PWRiL, Warszawa, 462
Siwicki S. 1981: Agrotechnika buraka cukrowego. PWRiL, Warszawa, 142
37