Po co rolnicy stosują nawozy mineralne?

Odpowiadając najkrócej, bo muszą. Rośliny do swojego wzrostu i rozwoju, a w konsekwencji do wydania plonu, potrzebują wody, światła, dwutlenku węgla, tlenu i składników mineralnych. Składniki mineralne występują w glebie, ale większość z nich jest niedostępna dla roślin. Azot występuje też w powietrzu, ale jedynie rośliny bobowate (dawniej nazywane motylkowatymi) dzięki współpracy z bakteriami brodawkowatymi mogą z niego także korzystać.

Pierwiastki niezbędne dla wzrostu i rozwoju roślin dzieli się na dwie grupy: te pobierane przez rośliny w dużych ilościach – makroelementy, i te pobierane w niewielkich ilościach, ale równie ważne – mikroelementy. Do makroelementów zalicza się: N, P, K, Ca, Mg i S, a do mikroelementów: B, Cu, Cl, Fe, Mn, Mo, Ni i Zn. Oprócz tego wyróżnia się pierwiastki korzystne: Al, Co, Ce, La, Na, I, Se, Si, Ti, V. Stosowane w niewielkich dawkach, stymulują wzrost i rozwój wszystkich roślin oraz zwiększają ich tolerancję na czynniki stresowe, czego efektem jest wzrost plonu i poprawa jego jakości. Ostatnio wiele badań naukowych dowodzi korzystnego wpływu krzemu (Si) na rośliny poddane działaniu czynników stresowych.

Warto sobie uświadomić, że zboża do wytworzenia 1 tony ziarna wraz z odpowiednim plonem słomy muszą pobierać, w zależności od gatunku, od 21 do 27 kg N, 10-12 kg P2O5 i 20-30 kg K2O. W przypadku mikroelementów ilości te są zdecydowanie mniejsze. Na przykład pszenica do wyprodukowania 1 tony ziarna wraz z odpowiednim plonem słomy pobiera 8 g miedzi (Cu).

Nie jest prawdą, że polscy rolnicy stosują duże dawki nawozów. Według danych GUS, w roku gospodarczym 2020/2021, zastosowano u nas 119,2 kg NPK na 1 ha użytków rolnych, w tym 62,9 kg azotu (N), 22,2 kg fosforu (P2O5) i 34,1 kg potasu (K2O). W Niemczech było to co prawda mniej, bo 91,4 kg NPK, w tym 66,1 kg N, 6,9 kg P2O5 i 18,4 kg K2O, ale nasze gleby odznaczają się niską zasobnością w przyswajalny potas. Węgrzy zastosowali 132,9 kg NPK, w tym 89,3 kg N, 22,3 kg P2O5 i 21,3 kg K2O.

W nawożeniu działa prawo minimum Liebiga, które mówi o tym, że wzrost rośliny ograniczany jest przez ten czynnik pokarmowy, którego aktualnie najbardziej brakuje w środowisku, czyli będącego poniżej niezbędnego minimum w stosunku do potrzeb. Prawo to najczęściej przedstawiane jest w formie rysunku beczki z wodą, której klepki oznaczają poszczególne składniki pokarmowe, a ich wysokość odzwierciedla ich ilość. Ilość wody, która może się w beczce pomieścić, jest wielkością plonu. Niedobór któregoś składnika powoduje obniżenie plonu (ilości wody, która utrzyma się w beczce).

Plon zbóż zależy od trzech cech składowych: obsady kłosów (u owsa wiech) przed zbiorem, liczby ziarniaków w kłosie (u owsa wiech) i masy 1000 ziaren. Niedobór składników mineralnych niekorzystnie wpływa na wszystkie te cechy, co przekłada się na obniżenie plonu. Również nadmiar azotu ma niekorzystny wpływ na rośliny zbożowe. Nadmierna dostępność jesienią u form ozimych sprzyja nadmiernemu wzrostowi, pogarsza zdolność do przezimowania, a także nadmiernemu krzewieniu (wytwarzaniu pędów bocznych) zarówno u form ozimych, jak i jarych. Ułatwia także wyleganie roślin, co poza obniżeniem plonu ziarna pogarsza jego jakość i utrudnia zbiór. Nadmierne nawożenie zmniejsza także opłacalność produkcji, bo wzrost kosztów zakupu nawozów i ich zastosowania nie przekłada się na większy dochód.

Odpowiednie zaopatrzenie w składniki pokarmowe ma decydujący wpływ na jakość ziarna, a w konsekwencji na jakość wyprodukowanej z niego mąki, kaszy, płatków czy też piwa. Niedobór azotu w uprawie pszenicy skutkuje mniejszą zawartością białka i glutenu, co sprawia, że jakość ciasta ulega pogorszeniu. Niedobór fosforu sprzyja także wykształcaniu przez rośliny zbożowe mniej dorodnego ziarna, co zmniejsza wydajność mąki (ważne w przypadku głównie pszenicy) oraz pogarsza wyrównanie ziarna (co jest szczególnie istotne w przypadku ziarna jęczmienia browarnego). Z kolei nadmiar azotu w uprawie jęczmienia browarnego przekłada się na większe mętnienie piwa.

Rośliny dobrze odżywione fosforem i potasem są odporniejsze na niesprzyjające warunki środowiska, w tym niedobór wody (w przypadku form ozimych także niskie temperatury), porażenie przez choroby i żerowanie szkodników. Pozwala to w pewnym stopniu ograniczyć stosowanie środków ochrony roślin.