Witold Grzebisz — Bilans fosforu i potasu w zmianowaniu jako

Bilans fosforu i potasu w zmianowaniu
jako narzędzie efektywnej gospodarki
azotem
Witold Grzebisz
Uniwersytet Przyrodniczy
w Poznaniu
Zakres tematyczny
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Czynniki plonotwórcze – hierarchia;
Krytyczne fazy formowania plonu;
Dynamika akumulacji azotu, fosforu i potasu
przez łan/plantację;
Zmianowanie – podstawa zrównoważonego
systemu produkcji;
Wyznaczanie krytycznego poziomu
zasobności gleby w potas;
Bilans składników pokarmowych w
zmianowaniu;
Efektywność plonotwórcza azotu uwarunkowania.
Eko-fizjologiczna hierarchia czynników
produkcji roślinnej
I. Czynniki definiujące:
1.
2.
3.
4.
Roślina:
i. fizjologia, fenologia;
ii. odmiana;
iii. struktura łanu/plantacji;
Promieniowanie słoneczne;
Dwutlenek węgla;
Temperatura;
II. Czynniki ograniczające:
1.
2.
3.
Plon potencjalny
Plon maksymalny - woda
Woda,
Azot;
PON*
Czynniki warunkujące
efektywność wody i azotu;
WUP
III. Czynniki redukujące:
chwasty, choroby, szkodniki, inne.
*PON
– plon ograniczony N
**PR
PR**
– plon rzeczywisty
Rabbinge, (1993) (modyfikacja)
WUP – wirtualna utrata plonu
Założenie plonotwórczego działania azotu
Dynamika rozwoju rośliny zależy od
środowiska (temperatura, długość dnia);
Elementy struktury plonu ujawniają się w
określonych fazach rozwoju;
Ilość zakumulowanego azotu przez roślinę
określa stan wykształcenia elementów
struktury plonu i plon;
Efektywność pobierania azotu z gleby i
dynamikę formowania się struktury plonu
określa stan odżywienia rośliny w krytycznych
fazach formowania plonu.
Model akumulacji
składników
pokarmowych
- pszenica ozima
(Cannell, 1984)
Dynamika akumulacji potasu wyznaczona
zasobnością gleby i gospodarką wodną
7
LSD0.05
-1 -1
d
absolute rate of K accumulation / kg K ha
6
5
4
3
2
1
IR/D
IR/D
BBCH 30-49
BBCH 61-80
0
20
40
61
82
103
o
days from spring regrowth / d for t = +5 C
treatments:
K- IR
K- D
K+ IR
K+ D
NawK-, NawK+ – warianty nawadniane na tle systemu nawożenia potasem: -/+K;
SuK-, SuK+ - warianty z suszą na tle systemu nawożenia potasem: -/+K.
141
Dynamika akumulacji makroskładników
w okresie wegetacji buraków
600
akumulacja składników, kg ha-1
500
N
400
P2O5
K2O
300
N2O
CaO
200
MgO
100
0
45
85
105
dni od w schodów
125
165
Wskaźniki dynamiki akumulacji potasu
14
12
600
10
500
8
400
6
300
4
2
200
0
100
absolutna szybkośc akumulacji
potasu,
ASA-K, kg K2O ha-1 d-1
akumulacja potasu, kg K2O ha-1
700
-2
0
-4
25
45
65
85
105
125
dni od wschodów
Grzebisz 2009
145
165
K2O
ASA-K
Zmianowanie – rola w systemie
nawożenia fosforem i potasem
1. Rośliny liściaste uprawiane są w określonej
sekwencji po zbożach.
2. Systemy korzeniowe roślin liściastych są, z
reguły, znacznie słabiej rozwinięte od silnego
systemu korzeniowego zbóż;
3. Rośliny liściaste pobierają, z reguły więcej
potasu niż zboża;
4. Zboża i inne rośliny ziarnkowe są wrażliwe
na niedobór fosforu w fazie budowy systemu
korzeniowego i okresie tzw. wypełniania
nasion.
Przerośnięcie gleby korzeniami
tzw. gęstość korzeni
Gatunek rośliny
uprawnej
Fasola
Ziemniak
Burak cukrowy
Rzepak ozimy
Kukurydza
Zboża
Trawy
Różne źródła
Gęstość, cm cm3
0,2 – 2,0
1–2
1–2
4–5
3–4
4–5
3 – 20
Wyznaczanie krytycznego poziomu
zasobności gleby w K – burak cukrowy
1,2
względny plon burakó, (Y) %
1,1
1.0 = 72.5 t ha-1
1
0,9
0,8
0,7
OP
0,6
L-CP
Q-CP
0,5
0
50
100
150
200
K przyswajalny i nawozowy, mg K2O kg-1
na podstawie Wojciechowski i in., 2002
250
300
350
Plon pszenicy ozimej jako funkcja
potasu przyswajalnego w glebie
Syers, 1998
Zasobność gleby w potas a względne
straty plonu roślin uprawnych
105
zbożowe
Plon względny, %
100
liściaste
95
90
85
80
75
70
65
60
bardzo
wysoka
wysoka
średnia
niska
Zasobność gleby w przyswajalny potas
Kerscherger i Ruchter, 1987
bardzo
niska
Etapy planowania gospodarki P i K
w zmianowaniu
1. Wyznaczenie salda bilansowego:
1. Wyznaczenie wielkości plonu kolejnych roślin w
zmianowaniu.
2. Określenie wielkości pobrania jednostkowego
składników mineralnych przez rośliny uprawne.
3. Zakładany poziom recyklingu resztek roślinnych i
nawozów naturalnych, organicznych.
2. Korekta zasobności gleby:
1. Wyznaczenie krytycznego poziomu zasobności gleby
w składniki mineralne dla najbardziej wrażliwej
rośliny w zmianowaniu;
2. Korekta poziomu zasobności – terminy aplikacji
nawozów.
Uproszczony bilans fosforu i potasu
w zmianowaniu – pełen recykling resztek
roślinnych
Składniki pokarmowe
Zmianowanie
Rzepak ozimy, 3,5 t/ha
Nasiona
Słoma
Pszenica ozima, 7,0 t/ha
Ziarno
Słoma
Kukurydza, 8 t/ha
Ziarno
Słoma
Jęczmień jary, 5 t/ha
Ziarno
Słoma
Suma
Fosfor, P2O5
Potas, K2O
Potrzeby
Dopływ
Potrzeby
Dopływ
70
42
21
35
200
180
55
24
12
35
120
108
60
30
15
40
160
144
45
10
336
5
53
25
110
725
99
531
Saldo bilansowe
-283
-194
Potrzeby nawozowe
283
194
1średni
poziom zasobności gleby w przyswajalny fosfor i potas;
składników w zmianowaniu ze słomy: fosfor 50%, potas 90%.
2wykorzystanie
Dynamika plonu korzeni buraków w
latach o różnych warunkach pogodowych
20,000
b a
a
18,000
biomasa korzeni, t ha-1 s.m.
16,000
b a a
14,000
12,000
b
10,000
b
2001
2002
2003
a
b a a
8,000
b a a
6,000
4,000
a a a
2,000
c b a
0,000
40
55
77
92
113
kolejne terminy kalendarzowe
134
155
175
Plon buraków jako funkcja akumulacji
potasu w trakcie zbioru – fizjologiczna
baza plonu
120
110
Pkw maks = 97,25%
plon względny buraków, Pkw, %
100
90
80
70
60
50
40
30
Pkw = -0,0013AK2 + 0,796AK - 24,59
R2 = 0,70
20
10
Kop = 306
0
0
25
50
75
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425
akumulacja potasu, AK, kg K2O ha-1
Pepliński, 2010
Przyrost plonu w ostatnim okresie
wegetacji – efekt fosforu – wykorzystanie
potencjału
2,5
35
ctv - ctIV
Rr
przyrost plonu cukru, t ha -1
2
25
1,5
20
15
1
10
0,5
5
0
0
kontrola
WPK
WKN
W25
W100
warianty nawozowe
WPN
W50P
W100P
względny przyrost plonu cukru, %
30
Wniosek
K – fizjologiczna baza
 P – wkorzystanie bazy = plon