EKSPERT RADZI
Przeglądając publikacje popularno-naukowe z zakresu nawożenia roślin uprawnych nie trudno zauważyć, że autorzy obok azotu najwięcej miejsca poświęcają plonotwórczej roli potasu. W tej sytuacji można byłoby założyć, że świadomość rolników w tym zakresie jest coraz większa. Jednak zasobność gleb polskich w potas niewiele się zmienia i ciągle pozostawia wiele do życzenia.
Nie chciałbym aby zabrzmiało to dramatycznie ale właśnie potas jest obecnie głównym składnikiem limitującym plon roślin uprawnych. Nie jest to stwierdzenie nowe. Stan taki trwa już kilkanaście lat. Rzecz w tym, że ujemne salda bilansowe notowane w wielu gospodarstwach pogłębiają deficyt potasu, a zasoby tego składnika się zmniejszają.
Dane statystyczne
Dane opublikowane przez GUS (Ochrona Środowiska 2015) dotyczące zasobności gleb polskich w przyswajalny potas nie pozostawiają żadnych wątpliwości (ryc. 1). W porównaniu z fosforem, odsetek gleb o bardzo niskiej i niskiej zawartości przyswajalnego potasu w Polsce jest wyraźnie większy i wynosi przeciętnie 41%. Najgorsza sytuacja występuje w województwach mazowieckim i podlaskim, w których ponad 60% gruntów ornych wymaga bezwzględnie zwiększenia zasobności w potas. Niewiele lepiej pod tym względem prezentują się województwa łódzkie (57%) i małopolskie (55%).
Rycina 1. Udział gleb o bardzo niskiej i niskiej zasobności w przyswajalny potas (źródło: GUS 2015)
Całkowite zasoby potasu w glebie są względnie duże, lecz nie takie same w poszczególnych typach gleb. Składnik ten jest bowiem bardzo powszechny w minerałach glebowych. Gdyby jednak przyjrzeć się zawartości kationów K+ w roztworze glebowym, z którego rośliny pobierają jony (tak zwane formy aktywne), okaże się że ilość potasu dostępnego jest niewielka. Część składnika może być wprawdzie udostępniana z fazy stałej gleby czyli z kompleksu sorpcyjnego, lecz pojemność sorpcyjna gleb względem potasu jest różna, zależnie od kategorii agronomicznej. Należy przyjąć zasadę – im więcej minerałów ilastych tym większe prawdopodobieństwo wzrostu zawartości potasu w formach przyswajalnych. Gleby średnie i ciężkie zawierają zwykle więcej potasu niż gleby lekkie i bardzo lekkie, które niestety dominują w Polsce. Przemiany potasu są determinowane warunkami glebowymi, w tym wilgotnością i odczynem. W glebie zakwaszonej możliwości wiązania wymiennego kationów zasadowych (a takim jest potas) są zdecydowanie mniejsze, a to oznacza większą podatność na wymywanie. Potas musi być zatem systematycznie uzupełniany. Najważniejszym (choć nie jedynym) źródłem tego pierwiastka dla roślin są nawozy mineralne. Spoglądając na poniższą rycinę pokazującą aktualne zużycie nawozów potasowych w Polsce zauważymy, że aplikowane ilości w poszczególnych województwach wahają się w przedziale od 21 do 43 kg K2O/ha, przyjmując średnią wartość na poziomie 34 kg K2O/ha (ryc. 2).
Rycina 2. Zużycie nawozów potasowych, kg K2O/ha (źródło: GUS 2015)
Zestawmy teraz przeciętne dawki potasu z pobraniem jednostkowym, określającym ilość potasu potrzebną na wyprodukowanie 1 tony ziarna/nasion/korzeni/bulw wraz z odpowiednią ilością plonu ubocznego, przedstawionym w tabeli 1.
Tabela 1. Pobranie jednostkowe potasu przez rośliny uprawne (opracowano na podstawie Potarzycki 2012)
Już z bardzo pobieżnych wyliczeń wynika, że średnie ilości aplikowanego potasu wystarczają na wyprodukowanie 1,5 tony ziarna pszenicy lub 1 tony ziarna kukurydzy, ewentualnie 0,5 tony nasion rzepaku ozimego. Średnie plony tych roślin (na poziomie podawanym przez GUS, o danych COBORU nie wspominając) są przecież wielokrotnie większe. W dalszych rozważaniach musimy przyjąć do wiadomości fakt, że utrzymywanie się takiego stanu rzeczy będzie powodowało systematyczne pogarszanie się i tak niskich zasobów potasu w glebach polskich.
Przywołane przez ze mnie dane statystyczne stanowią pewne uogólnienie – to oczywiste. Znam wiele gospodarstw, bardzo dobrze zarządzanych, w których stosuje się średnio 120 i więcej kg K2O/ha. Zdarza się, że konieczność stosowania dużych dawek nawozów wynika nie tylko z potrzeb pokarmowych roślin, lecz także z konieczności korekty zasobności gleby do zawartości co najmniej średniej. Takie przypadki są dość powszechne na gruntach wziętych w dzierżawę, wyczerpanych z potasu z powodu wieloletnich zaniedbań w zakresie nawożenia.
Duża wszechstronność potasu
Nie ma drugiego składnika o tak szerokim spectrum działania jak potas, który odpowiada za stan fizjologiczny oraz działa antystresowo na roślinę (ryc. 3).
Rycina 3. Wielokierunkowe działanie potasu
Dla zachowania odpowiedniego tempa wzrostu rośliny konieczna jest akumulacja potasu już od początku wegetacji. Dynamika pobierania potasu przez zboża i rzepak ozimy jest szczególnie duża w wegetatywnej fazie wzrostu. Stąd wymóg należytego wysycenia gleby potasem przed przystąpieniem do uprawy przedsiewnej. Choć pewnie dla większości to oczywiste, znam zalecenia aby stosować potas pogłównie. Aplikacja potasu w uprawie roślin ozimych wczesną wiosną jest uzasadniona tylko w szczególnych przypadkach, wśród których kluczowym jest reakcja rolnika na objawy niedoboru tego składnika. Wiosenne stosowanie potasu można zalecić także w glebach bardzo przepuszczalnych, jako nawożenie startowe. Rola potasu w kształtowaniu wydajności fotosyntetycznej roślin już na etapie siewki jest nie do przecenienia i wzrasta z maksimum w okresie kwitnienia. W wielu reakcjach biochemicznych jony K+ są aktywatorami enzymów, w tym między innymi syntetazy skrobiowej, transferaz czy dehydrogenaz, biorą udział w procesach związanych z przemianami energetycznymi. Niedobór potasu zakłóca przebieg transportu elektronów w czasie fotosyntezy. Sumaryczna ilość kationów K+ aktywnych w komórkach roślinnych decyduje nie tylko o ilości aktywowanych enzymów, lecz także o szybkości zachodzących reakcji. Stwierdzenie to jest kluczowe dla budowania przez rośliny struktury plonu, gdyż potas bierze udział w transporcie jonów do poszczególnych tkanek roślinnych. Składnik ten kontrolując ilość i szybkość produkcji asymilatów wpływa nie tylko na końcowy plon, lecz kształtuje biomasę roślinną w krytycznych fazach (okresach) wzrostu, w których tworzone są poszczególne składowe plonu. W tych warunkach wzrasta efektywność przetwarzania azotu nawozowego i uwalnianego w glebie na plon użytkowy. Oznacza to, że nakłady ponoszone na nawozy azotowe można zmniejszyć.
Warto pamiętać także o roli potasu w syntezie związków tworzących tkanki mechaniczne, które nadając sztywny pokrój rośliny zapobiegają wyleganiu zbóż oraz o poprawie zimotrwałości ozimin. Większa odporność na niskie temperatury wiąże się z rolą potasu w syntezie cukrów wielkocząsteczkowych i w konsekwencji obniżeniem punktu zamarzania soku komórkowego.
Bardzo ważną funkcją potasu jest udział w procesach osmotycznych. W pewnym uproszczeniu można powiedzieć, że pierwiastek ten wpływa na podział i różnicowanie komórek merystematycznych (procesy wzrostu) oraz odpowiada za pracę aparatów szparkowych. W ten sposób potas reguluje uwodnienie tkanek roślinnych. Z pełną odpowiedzialnością można stwierdzić, że żaden inny składnik w takim stopniu nie kontroluje gospodarki wodnej rośliny. Jest to bardzo specyficzna funkcja potasu, co oznacza, że jony K+ nie mogą być zastąpione przez żaden inny pierwiastek. W regionach z okresowymi niedoborami wody znaczenie nawożenia potasem staje się zatem bardzo ważnym narzędziem w dążeniu do racjonalnej gospodarki wodą łanu/plantacji.
W polskojęzycznej literaturze dotyczącej nawożenia rzadko podejmuje się problem znaczenia składników mineralnych w kształtowaniu zdrowotności roślin. Wśród składników wpływających dodatnio na reakcję obronną rośliny w warunkach stresów biotycznych czyli wywołanych przez inne żywe organizmy (grzyby, bakterie, wirusy) ważną rolę odgrywa potas. W roślinach dobrze odżywionych potasem występuje mniej prostych związków azotu, które stanowią pożywkę dla grzybów. Jednym z mechanizmów obronnych rośliny przed wnikaniem bakterii przez uszkodzone tkanki roślinne jest tworzenie warstwy korka wokół ran, kontrolowane przez potas. Rola potasu polega też na aktywowaniu enzymów odpowiedzialnych za syntezę węglanów strukturalnych i lignin, stanowiących naturalną barierę dla patogenów. Jony K+ zwiększają aktywność β-glukozydazy odpowiedzialnej za syntezę związków fenolowych, które z kolei są toksyczne dla grzybów, bakterii i wirusów. Wykazano, że niska zawartość potasu w roślinach może zwielokrotnić populację mszyc żerujących na danej plantacji.
Potas, jak mało który pierwiastek, odpowiada za jakość plonu. Bez wchodzenia w szczegóły wskażę tylko na większą zawartość białka w roślinach (w tym glutenu), cukru w korzeniach buraków oraz poprawę wartości kulinarnej ziemniaków. Nie sposób pominąć użytki zielone i rolę potasu w bilansowaniu składników runi. Na TUZ wyniesienie z gleby potasu jest wyraźnie większe niż azotu, zwłaszcza na użytkach trawiastych. Od zaopatrzenia roślin pastewnych w potas zależy zawartość białka, co wiąże się z jednej strony z efektywniejszym pobieraniem azotu, z drugiej z przetwarzaniem pobranego azotu w aminokwasy i białka.
Forma chemiczna nawozu
Kationom potasowym w nawozach towarzyszą zwykle aniony chlorkowe lub siarczanowe. Wybór formy chemicznej nawozu wynika z przesłanek biologicznych (preferencje rośliny) i ekonomicznych. Teoretycznie uwzględniając pierwsze z kryteriów należałoby unikać stosowania nawozów chlorkowych w uprawie ziemniaków, pomidorów i krzewów owocowych. Z najnowszych danych literaturowych wynika jednak, że nadmiar chloru w nawozie może ujawnić się przy bardzo dużych dawkach soli potasowej (KCl), na poziomie powyżej 150 kg K2O/ha. W warunkach polskich gospodarstw, ze względów ekonomicznych, częściej stosowana jest sól potasowa. Co ciekawe, z badań wykonanych w ostatnich latach w USA wynika wręcz pozytywny wpływ jonów Cl– na zdrowotność zbóż (ograniczenie zgorzeli podstawy źdźbła, rdzy i septoriozy), lecz mechanizm reakcji roślin nie jest rozpoznany. Istnieją też przesłanki naukowe do postawienia tezy, że chlor kontroluje pobieranie podstawowych kationów, takich jak K+, NH4+, Mg2+ i Ca2+.
