Jak obniżyć koszty nawożenia azotem – sprawdzony sposób

Azot jest najważniejszym składnikiem pokarmowym dla wszystkich upraw. Niestety, ten z powietrza (N2) – którego zawartość sięga 78% – jest niedostępny dla roślin. Korzystają z niego tylko motylkowe z pomocą bakterii symbiotycznych z rodzaju Rhizobium. W związku z tym od ponad 120 lat trwają prace badawcze nad możliwością wykorzystania azotu atmosferycznego do odżywiania upraw. Efektem tych prac jest przełomowe rozwiązanie, którego skuteczność już została potwierdzona i w ramach doświadczeń, i w praktyce.

Helena Moralejo Gárate/Ceres Biotics, Krzysztof Zachaj, Janusz Miecznik

Podczas wspomnianych wyżej prac badawczych zauważono, że w środowisku uprawowym oprócz bakterii symbiotycznych zdolność wiązania azotu (N2) z powietrza mają endofity (Methylobacterium, Herbaspirillum, Gluconacetobacter) i bakterie asymbiotyczne (Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, Azomonas). Natomiast spośród nich wyjątkową zdolnością wiązania N2 wyróżniają się wolnożyjące bakterie Azotobacter. W ich przypadku proces ten odbywa się przy udziale enzymu nitrogenaza. Przetworzony azot wykorzystywany jest przez rośliny do syntezy związków białkowych lub magazynowany w postaci glutaminy – aminokwasu zapasowego. Specjalnie wyselekcjonowany szczep bakterii Azotobacter salinestris dostępny jest dla producentów płodów rolnych w postaci preparatu Rhizosum N plus.

Bionawóz o potrójnym sposobie działania

Rhizosum N Plus to poprawiający właściwości gleb bionawóz o potrójnym sposobie działania – promuje wzrost roślin na 3 poziomach, w tkankach roślinnych oraz w glebie: jako endofit dolistny (kolonizujący powierzchnię i tkanki wewnętrzne liści), jako endofit korzenia (kolonizujący powierzchnię i tkanki wewnętrzne korzenia), w ryzosferze (obszarze gleby wokół korzeni). Ten wyjątkowy, potrójny tryb działania sprawia, że Rhizosum N plus jest bardziej wydajny, elastyczny i wszechstronny w porównaniu do innych bionawozów na bazie mikroorganizmów, których mechanizm działania zawężony jest do aktywności nalistnej. Co ważne, na liściach wszystkie kolonizatory bakterii Azotobacter salinestris mają szerokie spektrum metaboliczne – do wzrostu i wiązania N2 wykorzystują wiele źródeł węgla i składników odżywczych (głównie alkohole cukrowe i mikroelementy, m.in. żelazo i molibden). Dla przykładu kolonizacja endofitami, wykorzystującymi tylko jedno źródło węgla (metanol), nie będzie pomyślna, gdy zostanie ono wyczerpane. W rzeczywistości w typowych okresach stresu (np. susza, zimno, mróz) bakterie, które spożywają tylko metanol, nie będą kolonizować i wiązać azotu, ponieważ uwalnianie tego alkoholu jest zahamowane. Ponadto bakteryjne wiązanie N, aby przebiegało optymalnie, wymaga nie tylko źródła węgla, ale także innych elementów z tkanek roślinnych, takich jak żelazo i molibden. Istotne jest to, że bakterie Azotobacter salinestris mają dużą łatwość tworzenia form przetrwalnikowych, tzw. cyst. To rodzaj

torbieli, która chroni je przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi, takimi jak ekstremalne temperatury, promieniowanie UV, niedobór składników odżywczych. Ta oporna forma bakterii, o spowolnionym procesie oddychania, zapewnia przetrwanie zimy i ekstremalnie wysokich temperatur latem oraz pozwala na mieszanie szczepu Azotobacter salinestris z wieloma powszechnie stosowanymi w uprawach sadowniczych agrochemikaliami, takimi jak herbicydy, insektycydy, fungicydy, i nawozami dolistnymi. W prowadzonych w Polsce doświadczeniach bakterie Azotobacter salinestris zawarte w preparacie Rhizosum N plus wiązały średnio 50–70 kg N/ha, a w wyjątkowo sprzyjających warunkach (wysoka zawartość próchnicy, wysokie pH gleby i długi okres wegetacji) – nawet ponad 100 kg N/ha.

W prowadzonych w Polsce doświadczeniach bakterie Azotobacter salinestris zawarte w preparacie Rhizosum N plus wiązały średnio 50–70 kg N/ha, a w wyjątkowo sprzyjających warunkach (wysoka zawartość próchnicy, wysokie pH gleby i długi okres wegetacji) – nawet ponad 100 kg N/ha.

Tak skuteczny, ponieważ…

Szczep Azotobacter salinestris jest tak skuteczny, ponieważ:

• działa natychmiast po aplikacji – w ciągu kilku godzin następuje kolonizacja środowiska systemu korzeniowego i roślin, wytwarzany jest biofilm i zaczyna się wiązanie azotu oraz dostarczanie go roślinom,
• wykazuje zdolność adaptacji do wysokiego zasolenia (NaCl), co jest ważne w przypadku stanowisk, na których zastosowano wyższe dawki nawozów, szczególnie w okresach deficytu wody,
• działa w szerokim zakresie odczynu – pH 5,0–9 (optymalny to 5,5–8,5),
• bakterie są aktywne i wiążą azot z powietrza w szerokim zakresie temperatur (4–35oC),
• pobudza syntezę hormonów wzrostu, szczególnie auksyn (IAA), giberelin i cytokinin,
• obniża poziomu etylenu, a w konsekwencji stresu roślin,
• wykazuje dobrą kompatybilność z najczęściej stosowanymi agrochemikaliami i nawozami (Uwaga! Nie wolno stosować go z fungicydami miedziowymi).

Tabela 1. Doświadczenie w jabłoni odmiany Szampion – wyniki analizy liści z kombinacji, w której zastosowano Rhizosum N plus, 2022 rok

Badane elementy	Wyniki badania	Analiza
P fosfor (%) p.s.m.	0,18	niski
K potas (%) p.s.m.	2,14	optymalny
Mg magnez (%) p.s.m.	0,16	optymalny
Ca wapń (%) p.s.m.	1,28	niski
S siarka (%) p.s.m.	0,20	optymalny
Cu miedź (ppm) p.s.m.	9,17	niski
Fe żelazo (ppm) p.s.m.	81,11	optymalny
Mn mangan (ppm) p.s.m.	138,33	wysoki
Zn cynk (ppm) p.s.m.	16,39	optymalny
Mo molibden (ppm) p.s.m.	0,14	bardzo niski
Ti tytan (ppm) p.s.m.	3,75	niski
Na sód (%) p.s.m.	<0,01	bardzo niski
B bor (ppm) p.s.m.	22,78	niski
azot ogólny (%) p.s.m.	2,24	optymalny

 

Tabela 2. Doświadczenie w jabłoni odmiany Szampion – wyniki analizy liści z kombinacji, w której nie stosowano Rhizosum N plus (kontrola), 2022 rok

Badane elementy	Wyniki badania	Analiza
P fosfor (%) p.s.m.	0,12	niski
K potas (%) p.s.m.	0,95	niski
Mg magnez (%) p.s.m.	0,26	optymalny
Ca wapń (%) p.s.m.	1,25	niski
S siarka (%) p.s.m.	0,13	optymalny
Cu miedź (ppm) p.s.m.	17,57	optymalny
Fe żelazo (ppm) p.s.m.	56,91	niski
Mn mangan (ppm) p.s.m.	17,27	niski
Zn cynk (ppm) p.s.m.	24,02	optymalny
Mo molibden (ppm) p.s.m.	<0,01	bardzo niski
Ti tytan (ppm) p.s.m.	1,20	niski
Na sód (%) p.s.m.	0,01	bardzo niski
B bor (ppm) p.s.m.	18,92	niski
azot ogólny (%) p.s.m.	1,92	niski

Regulowana równowaga

Związek między Azotobacter salinestris a roślinami uprawnymi jest ściśle regulowaną równowagą, która pozwala na odżywianie upraw azotem i przetrwanie szczepu. Gdy rośliny osiągną pełne zapotrzebowanie na azot do biosyntezy białka roślinnego, szlak metaboliczny syntetazy glutaminowej rośliny jest blokowany, a związany amoniak zaczyna gromadzić się w otoczeniu Azotobacter salinestris. Ta utrwalona akumulacja amoniaku NH3 dezaktywuje enzym azotazę, ponieważ nie jest już konieczny do syntezy większej ilości NH3. Kiedy rośliny ponownie potrzebują azotu i zaczyna się pobieranie amoniaku, nitrogenaza Azotobacter salinestris jest znów aktywowana w celu wiązania N i dostarczenia amoniaku (NH3) do biosyntezy białek roślinnych. Ten mechanizm zapewnia pełne bezpieczeństwo stosowania Rhizosum N plus w uprawach sadowniczych (maliny, truskawki, porzeczki, jabłonie, grusze, czereśnie), ponieważ gwarantuje dobre zaopatrzenie roślin w azot na optymalnym poziomie oraz zgromadzenie jego rezerw w glebie na start wiosennej wegetacji.

Efektywność potwierdzona doświadczeniem

W uprawach sadowniczych Rhizosum N plus można stosować w formie oprysku doglebowego pasów herbicydowych, fertygacji i nawożenia dolistnego. Doglebowo aplikację przeprowadza się wczesną wiosną, w dawce 25 g/ha, dolistnie – od ukazania się pierwszych liści właściwych. W 2022 roku przeprowadzono doświadczenie wdrożeniowe w ekologicznej uprawie jabłoni odmiany Szampion. W dwóch kombinacjach – 1. z nawożeniem doglebowym Rhizosum N plus w dawce 25 g/ha i 2. kontrolnej, bez Rhizosum N plus – oceniano stan odżywienia drzew, badając zawartość N w liściach.

Analiza liści przeprowadzona 30.06 (zdjęcie 1) nie wykazała istotnych różnic w zawartości azotu, w obu opcjach była ona na poziomie optymalnym, choć w kombinacji z Rhizosum N plus ilość składnika była nieznacznie wyższa. W wynikach kolejnej analizy liści – zebranych 16.09.2022 – zaznacza się już istotna różnica w poziomie zawartości azotu pomiędzy kombinacją z Rhizosum N plus (tabela 1) a kontrolą (tabela 2). Świadczy to o wysokiej aktywności bakterii Azotobacter salinestris w przyswajaniu azotu z powietrza. Podobne doświadczenie przeprowadzono na wiśniach odmiany Łutówka (zdjęcie 2), prowadzonych w sposób konwencjonalny. Pomiędzy kombinacją kontrolną a kombinacją z zastosowaniem doglebowym Rhizosum N plus wystąpiły nieznaczne różnice, ale uzasadniające wprowadzenie Rhizosum N plus do programu nawożenia. Reasumując, można stwierdzić, że Rhizosum N plus to bardzo dobry sposób na obniżenie kosztów nawożenia azotem i poprawę opłacalności uprawy drzew i krzewów owocowych. Oprócz korzyści ekonomicznych dużą zaletą stosowania Rhizosum N plus jest obniżenie śladu węglowego. A to aspekt, którego znaczenie rośnie w związku z wymogami UE dotyczącymi ograniczenia emisji CO2 przez rolnictwo i przyszłymi płatnościami za to działanie.

Tabela 3. Wpływ stosowania Rhizosum N plus na jakość owoców i wzrost roślin truskawki odmiany Allegro, dr Paweł Krawiec, Karczmiska, 2022 rok

Kombinacja	Siła potrzebna do przebicia skórki (N)				SPAD	Liczba liści w roślinie (szt.)	Masa pojedynczego liścia(g)
	początek zbioru	pełnia zbioru	koniec zbioru	średnia
kontrola	0,97	0,81	1,05	0,94	479	77	189
Rhizosum N plus	1,08	0,87	1,05	1,00	492	79	201

 

Tabela 4. Wpływ stosowania Rhizosum N plus na plonowanie truskawki odmiany Allegro, dr Paweł Krawiec, Karczmiska, 2022 rok

Kombinacja	Termin					Suma
	6.06	10.06	14.06	17.06	21.06
Plon z rośliny (g)
kontrola	18	101	208	120	136	582
Rhizosum N plus	14	92	257	151	133	649
Plon z ha (t)
standard	0,69	3,91	8,07	4,66	5,28	22,61
Rhizosum N plus	0,56	3,57	9,99	5,88	5,18	25,19(+11,4%)

Tabela 6. Zawartość azotu w glebie (mg/l) w okresie wegetacji po zastosowaniu nawozów stabillizujących przemiany azotu w glebie, Instytut Agronomiczny Fertico, 2019 rok

Obiekt	Termin
	16.04	23.04	30.04	7.05	14.05	17.06	24.06	30.07
kontrola I – saletra amonowa (300 kg/ha)	59,5	55,5	48,5	50,5	52,5	57,5	54,5	54
kontrola II – saletra amonowa (150 kg/ha)	48	53,5	58	53,5	53	45,5	48,5	48
RSM (200 l) + CaTs Tiosiarczan wapnia (20 l/ha)	56,5	59,5	79,5	92	109,5	110,0	114,5	115
Rhizosum N plus (25 g/ha) + saletra amonowa (150 kg/ha)	56,0	48	73	83,5	109,0	110,5	115,5	122