IKI-Brosch Bedeut.Kali PL.QXP - The International Potash Institute
advertisement
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
