Azot

Azot (N) spośród składników pokarmowych w największym stopniu decyduje zwykle o plonach i jakości roślin, zarówno w sensie pozytywnym, jak i negatywnym. Niedobór, jak też nadmiar tego składnika ogranicza plony i obniża ich jakość. 

Nadmiar N powoduje zbytnią wybujałość części nadziemnej, niekiedy kosztem systemu korzeniowego (zachwiane proporcje). Korzeń nie jest wówczas w stanie zaspokoić potrzeb pokarmowych i wodnych roślin. Przeazotowane rośliny wylegają (fot. 1), nierównomiernie i z opóźnieniem dojrzewają, pobrany azot nie jest przetwarzany w pełnowartościowe białko i plon, czego ubocznym następstwem jest zwiększona podatność roślin na choroby. 
Z kolei niedobór tego składnika hamuje wzrost roślin. Rośliny przyjmują kolor jasnozielony, a ich liście, poczynając od najstarszych, przedwcześnie żółkną i zasychają (fot. 2). Zboża źle się krzewią, a inne rośliny tworzą mniej pędów bocznych. Łodygi są niskie, cienkie, słabo ulistnione, rośliny skracają swoją wegetację i dają niższe plony o obniżonej wartości spożywczej lub pastewnej od tych optymalnie dokarmionych.

Stosowany w nawozach mineralnych i pobierany przez rośliny azot występuje w trzech formach: amonowej (NH₄⁺), saletrzanej zwanej też azotanową (NO₃^-) oraz amidowej (NH₂). Ostatnia forma (zawarta w moczniku) występuje zwykle w glebie i roślinach przejściowo, gdyż po pewnym czasie w wyniku reakcji enzymatycznych przechodzi w formę amonową, a ta z kolei, w określonych warunkach, w saletrzaną. 

Azot w formie amonowej stosuj przedsiewnie
Forma amonowa azotu (NH₄⁺) występuje w siarczanie i fosforanie amonu (Polidapie), jak też w licznych nawozach wieloskładnikowych. Zawarty w tych nawozach azot, po wniesieniu do gleby jest dość dobrze zatrzymywany (sorbowany) przez kompleks sorpcyjny, w czego efekcie nie ulega (bądź w niewielkim stopniu) stratom w wyniku wymycia. Są to typowe nawozy przedsiewne, wymagające przykrycia, bądź wymieszania z glebą. Jest to szczególnie ważne w glebach obojętnych, a zwłaszcza alkalicznych, gdyż może skutkować przejściem formy amonowej w ulatniający się amoniak (poważna strata pierwiastka). Powstający w większych ilościach amoniak negatywnie oddziałuje na przebieg kiełkowania i młode siewki roślin, co bywa niekiedy groźne na plantacjach buraków. Stąd przed wysiewem nasion buraków należy unikać stosowania w większych dawkach nawozów amonowych i mocznika zwłaszcza na glebach alkalicznych, bowiem ulatniający się z nich amoniak jest toksyczny dla wyrastających kiełków, czyli pogarsza wschody i obsadę roślin buraka, a w konsekwencji obniża plony korzeni. Forma amonowa azotu jest jednak wyraźnie lepiej pobierana w glebach o wyższym pH, najlepiej o odczynie obojętnym i maleje wraz z jego spadkiem. Poza tym wykazuje szczególnie korzystne działanie w niższej temperaturze, np. w okresie wczesnowiosennym, po wniesieniu NH₄⁺ (np. w postaci siarczanu amonu lub RSM) na ozime formy zbóż i rzepaku. Wówczas nawóz nie musi być mieszany z glebą. Z kolei wniesiony przedsiewnie korzystnie oddziałuje na rozwój systemu korzeniowego zbóż. Zasadniczą wadą nawozów amonowych, zwłaszcza siarczanu amonu, jest niekorzystny wpływ na odczyn gleby, a więc działanie zakwaszające. Z kolei zaletą jest dodatkowe dostarczenie znacznych ilości siarki (24% S), jak też ułatwione pobieranie z roztworu glebowego fosforu, siarki, boru i molibdenu. Forma amonowa azotu, występująca w większych ilościach, ogranicza natomiast pobieranie przez rośliny z gleby potasu, magnezu i wapnia.

Do krzewienia zbóż niezbędna jest saletrzana forma azotu
Forma saletrzana azotu występuje w następujących saletrach: wapniowej, potasowej, sodowej i magnezowej oraz potasowo-wapniowej. Zawarty w tych nawozach azot (NO₃^-) nie podlega sorpcji wymiennej, czyli nie jest zatrzymywany przez kompleks sorpcyjny (koloidy glebowe). Jeśli nie zostanie pobrany w miarę szybko przez rośliny, ewentualnie mikroflorę glebową (sorpcja biologiczna), łatwo ulega wymyciu do wód gruntowych lub powierzchniowych. Jest wówczas tracony, a przy tym zanieczyszcza azotanami środowisko (eutrofizacja wód). Są to więc typowe nawozy pogłówne, do stosowania w trakcie wegetacji roślin, łatwo rozpuszczalne w wodzie, nie wymagają zmieszania z glebą. Lepiej działają w wyższej temperaturze, a przy tym niemal natychmiast po wniesieniu, dzięki czemu mogą szybko zaspokoić potrzeby pokarmowe roślin w azot. Należy dodać, że duża koncentracja azotanów w roślinach nie jest dla nich szkodliwa, podczas gdy nadmierne ilości N-NH₄ są toksyczne dla rośliny. Jednak stosowane, bądź występujące w glebie w nadmiarze zwiększają w roślinach, zwłaszcza o krótkiej wegetacji (np. sałata i szpinak) oraz pastewnych, zawartość szkodliwych dla ludzi i zwierząt azotanów. Jeszcze gorsze skutki dla ludzi, zwłaszcza dzieci, wywołują powstające z nich w przewodzie pokarmowym azotyny, powodujące przejście hemoglobiny w methemoglobinę, niezdolną do rozprowadzania tlenu w organizmie. Poza tym azotany mogą tworzyć z aminami drugorzędowymi nitrozoaminy wykazujące działanie onkogenne.

Nawozy saletrzane nie zakwaszają gleby, ale wykazują działanie alkalizujące. Dla rolnika istotny może być fakt, iż azotany przy stosowaniu późną jesienią lub wczesną wiosną wpływają na znaczne uwodnienie tkanek roślinnych, co może skutkować ich większą wrażliwością na mróz i przymrozki, podatnością na choroby i gorszym przechowywaniem. Warto wiedzieć, iż formę saletrzaną azotu preferują rośliny z rodziny komosowatych, m.in. burak i szpinak, ale też niektóre gatunki z innych rodzin botanicznych: sałata, ogórek, dynia, pomidor. Są to dość drogie nawozy w przeliczeniu na kilogram czystego składnika. Jednak w określonych sytuacjach przynoszą wymierne i szybko zauważalne korzyści w postaci wzrostu plonów. Poza tym oprócz azotu (zaledwie 13,5–15,5% N) dostarczają dla roślin (w większych ilościach) drugi składnik pokarmowy, czyli odpowiednio: wapń, potas, sód, magnez lub potas plus wapń. Dla przykładu saletra potasowa (KNO₃) zawiera 14% N i 44% K₂O. Jony NO₃^- po wymyciu w głębsze warstwy gleby mogą być wykorzystane przez bakterie beztlenowe jako źródło tlenu w procesie zwanym denitryfikacją, w czego wyniku następują gazowe straty N w postaci NO lub N₂O, czyli tlenku i podtlenku azotu lub N cząsteczkowego.

Azot saletrzano-amonowy występuje w saletrze amonowej i saletrzakach
Forma saletrzano-amonowa azotu, najszerzej stosowana w praktyce, zawiera 50% azotu w formie saletrzanej (NO₃^- szybko działającej w sensie przyswajalności) i 50% w formie amonowej (NH₄⁺ – wolniej działającej). Obie formy azotu zawiera przede wszystkim saletra amonowa (34% N) oraz występujące na rynku pod różnymi nazwami saletrzaki (25–28% N), w tym salmag. Saletra amonowa, zwłaszcza w stanie pylistym, ma właściwości wybuchowe. Zarówno granulacja, jak też wprowadzenie wypełniaczy w postaci węglanów wapnia i magnezu (w produkcji saletrzaków), neutralizuje właściwości wybuchowe saletry amonowej (NH₄NO₃). W saletrzakach oprócz saletry amonowej, występuje zawsze wapń, często również magnez, w postaci węglanów, np. dolomitu. Z tego względu saletrzak zalecany jest do stosowania przedsiewnego (niezbędna większa ilość wody do rozpuszczenia granuli nawozu), a saletra amonowa – pogłównego. Niemniej obydwa nawozy można również wysiewać krótko przed siewem nasion lub sadzeniem roślin, jak też pogłównie. Wówczas najlepiej (jeśli to możliwe) zrobić to przed spodziewanym deszczem, ewentualnie uprawkami pielęgnacyjnymi w międzyrzędziach. Azot w obydwu formach występuje również w saletrosanie, choć w tym nawozie z wyraźną dominacją formy amonowej (75% N). Poza tym w saletrze amonowej (z niektórych firm) można spotkać dodatek mikroelementów, np. boru i molibdenu.

W okresie wczesnowiosennym na ozime formy zbóż i rzepaku pierwszą dawkę azotu (do 60%) poleca się zwykle przed lub z chwilą ruszenia wiosennej wegetacji. Wniesiony wówczas azot (marzec/początek kwietnia) w największym stopniu decyduje zazwyczaj o ostatecznym plonie nasion. W tym celu polecić można saletrę amonową lub saletrzak, z ewentualnym dodatkiem siarczanu amonu. Te nawozy azotowe można uznać za optymalne w tym terminie pod rośliny ozime. Jeśli zboża, głównie pszenica ozima, jest słabo rozkrzewiona, lub plantacja rzepaku przemrożona, a więc z dużym ubytkiem liści, ale rośliny są żywotne (zdrowy korzeń), należy je natychmiast zasilić zwiększoną dawką saletry amonowej albo saletrzaku. Forma saletrzana azotu (NO₃), zawarta w tych nawozach, pobudzi rośliny zbóż do krzewienia, a rzepaku do odbudowy liści i pędów bocznych, choć wystąpi wówczas większe ryzyko osłabienia ich mrozoodporności. Forma amonowa azotu (NH₄) jest w tej sytuacji mniej korzystna, gdyż nie stymuluje zbóż do krzewienia, a roślin rzepaku do regeneracji liści, ale nie zwiększa ryzyka ich przemrożenia. 

Formę amidową można stosować dolistnie
Forma amidowa azotu występująca w moczniku ulega enzymatycznemu przekształceniu w glebie lub roślinie do formy amonowej. Forma amonowa azotu może ulegać w glebie enzymatycznym przemianom do formy saletrzanej w procesie nitryfikacji. Jeśli proces ten występuje w dużym nasileniu, głównie w glebach o dobrych stosunkach powietrzno-wodnych, korzystnym pH (6,2–7,2) oraz sprzyjającej temperaturze (12–30°C), może powodować straty azotu w wyniku wymywania azotanów i zakwaszenie gleby. Dlatego niektóre firmy nawozowe dodają do mocznika inhibitory nitryfikacji, hamujące ten proces. Są to tzw. nawozy o spowolnionym działaniu. Proces nitryfikacji bardzo wolno przebiega w temperaturze poniżej 5°C oraz prawie zanika przy pH poniżej 4.

Mocznik uważany jest za nawóz uniwersalny, może być stosowany przedsiewnie i pogłównie, zarówno doglebowo, jak też dolistnie. Przy doglebowym stosowaniu oddziałuje podobnie, choć nieco wolniej jak nawozy amonowe. Przy przedsiewnym lub pogłównym wnoszeniu, zwłaszcza w przypadku gleb alkalicznych, należy go wymieszać z glebą, by zwiększyć przyswajalność i zapobiec gazowym stratom azotu. Uzyskane wyniki z badań wskazują, że mocznik, w porównaniu z saletrą amonową, wykazuje gorszą skuteczność na glebach o małej aktywności biologicznej oraz suchych i kwaśnych. Należy podkreślić, iż mocznik jest nawozem fizjologicznie kwaśnym. Do neutralizacji tej kwasowości potrzeba 82 kg węglanu wapnia na 100 kg mocznika, podczas gdy w przypadku saletry amonowej 63 kg, a siarczanu amonu – aż 110 kg węglanu wapnia. W niewielkim stopniu zakwaszają gleby saletrzaki, natomiast alkalizująco na glebę oddziałują nawozy saletrzane. 

RSM zawiera trzy formy azotu
Interesującym, a zarazem jednym z najlepszych i najtańszych (w przeliczeniu na kilogram czystego składnika) nawozów azotowych jest RSM, czyli roztwór saletrzano-mocznikowy, zawierający w 1 kg: 28, 30 lub 32% N, a w przeliczeniu na 100 l odpowiednio: 35,8; 39,0 lub 42,2 kg N. Gęstość roztworu poszczególnych rodzajów RSM w temp. 20°C wynosi odpowiednio: 1,28; 1,30 i 1,32 kg/dm³. Do rolników dostarczany jest zwykle RSM 32 (mniejsze koszty produkcji, transportu i przeładunku), który po rozcieńczeniu z wodą zalecany jest do stosowania w stężeniu 28% N. By otrzymać 100 l RSM 28, należy dodać do 15 l wody 85 l RSM (nie odwrotnie), a następnie wymieszać sporządzony roztwór. Inne proporcje uzyskania RSM 28 – do 18,9 l wody dodać 100 l RSM 32, bądź do 14,3 l wody dodać 100 kg RSM 32. Można go wówczas przechowywać w temperaturze -17°C (bez obawy krystalizacji), podczas gdy RSM 30 krystalizuje w temp. -9°C, a RSM 32 w temp. 0°C. Często jednak rolnicy stosują w warunkach polowych RSM 32, a więc bez rozcieńczania. 

Azot w RSM występuje w trzech formach: amidowej (50% ogólnej ilości N) oraz amonowej i saletrzanej (po 25% N). W pierwszej kolejności zostanie wykorzystana przez rośliny forma saletrzana, następnie amonowa i amidowa. Jest to więc nawóz o szybkim, ale zarazem długotrwałym działaniu. W ofercie jest też RSM S, czyli z dodatkiem siarki. RSM jest nawozem doglebowym, a nie dolistnym, może być stosowany zarówno na krótko przed siewem lub sadzeniem roślin, ale też w trakcie ich wegetacji, poprzez rozlew wężami w międzyrzędziach kukurydzy (uwaga – rozpryskanie na dolne części roślin kukurydzy może powodować ich „poparzenia”), buraków, ziemniaków, także innych roślin uprawianych w szerokich rzędach. Często praktykowany jest grubokropliste opryskiwanie tym nawozem na suche rośliny, a więc nie po deszczu lub porannej rosie, najlepiej w niższej lub umiarkowanej temperaturze, w godzinach wieczornych, a przy tym we wcześniejszych fazach wzrostu i rozwoju zbóż i rzepaku. Naniesione krople powinny spływać z liści do gleby. Jeśli się zatrzymują (rozpływają na liściu) opryskiwanie należy przerwać, by nie poparzyć roślin. RSM jest też dobrym nawozem do stosowania na pociętą słomę zbóż, przed jej wymieszaniem z glebą, w celu prawidłowej i szybszej mineralizacji oraz humifikacji słomy.

W ofercie jest również Perlka, czyli dawny azotniak
W ofercie rynkowej można też spotkać azotniak (CaCN₂), obecnie nieprodukowany w Polsce, ale znany u nas przez starszych rolników (z lat 50. i 60. ubiegłego stulecia). Obecnie sprowadzany jest z Niemiec pod nazwą Perlka. Polecany jest pod rośliny z rodziny kapustowatych, w tym kalafiorów, brokułów, kapust białej, czerwonej, brukselki, włoskiej, również pod rzepak, ale można go też stosować pod rośliny z innych rodzin botanicznych. Granulat tego nawozu zawiera 19,8% N i 50% wapnia (CaO). Wykazuje działanie alkalizujące w glebie. Azot występuje tu w innej formie (cyjanamid wapnia), uwalniany jest stopniowo w wyniku wielu przemian, stąd ograniczone jest jego wymywanie z gleby. Jest to typowy nawóz przedsiewny, wymagający przykrycia lub wymieszania z glebą, najlepiej wilgotną. Według producenta nie tylko dostarcza azot i wapń, ale także (przy stosowaniu w większych dawkach) ogranicza lub zwalcza patogeny – sprawców kiły kapusty, zgnilizny twardzikowej oraz innych chorób grzybowych, jak też liczebność ślimaków, nicieni, opuchlaków, pędraków, drutowców oraz niektórych chwastów w fazie ich kiełkowania.

Azot z nawozów naturalnych i organicznych
Azot wnoszony jest do gleby nie tylko w nawozach mineralnych, ale także jest uwalniany ze związków organicznych wnoszonych lub występujących w glebie (pochodzenia roślinnego i zwierzęcego) po ich mineralizacji, dokonywanej przez mikroorganizmy glebowe. Powstały z tych przemian azot i inne składniki mineralne wracają do powtórnego obiegu, czyli mogą być ponownie wykorzystane przez rośliny. Drugim ważnym procesem rozkładu związków organicznych jest humifikacja, w której wyniku tworzą się związki próchniczne (humusowe) gleby. Odgrywają one szczególną rolę w kształtowaniu żyzności gleby, w tym tworzeniu struktury gruzełkowatej, ale występujący w nich azot nie jest bezpośrednio dostępny dla roślin. Jeśli w mineralizowanych resztkach pożniwnych lub wnoszonych do gleby nawozach organicznych znajdują się niewielkie ilości N, wówczas mikroorganizmy zużywają cały azot do budowy swego ciała. W skrajnych przypadkach, np. po przyoraniu słomy zbożowej, ubogiej w azot (składnik budulcowy mikroorganizmów), a bogatej w węgiel (składnik energetyczny), drobnoustroje mogą dodatkowo pobierać N mineralny z gleby, w czego wyniku nastąpi przejściowe zubożenie gleby w ten składnik. Jest to tzw. proces zbiałczania, czyli przejście azotu mineralnego w organiczny. Można to uznać za korzystne zjawisko, jeśli nie jest planowany wysiew roślin ozimych, bowiem zapobiega stratom azotu jesienią i zimą w wyniku wymywania. Jeśli jednak wysiew roślin ozimych jest planowany, wówczas wskazana byłaby dodatkowa jesienna dawka N pod oziminy, bądź (lepsze rozwiązanie) jej wysiew na przyorywaną słomę. W przeliczeniu na hektar wystarczy 8 kg N na t słomy, czyli do 100 kg mocznika lub 100 l RSM 32, ewentualnie innego nawozu zawierającego azot. Podczas mineralizacji materii organicznej bogatej w azot (liście buraka, resztki pożniwne roślin bobowatych, nawozy zielone), bądź przyorywania nawozów naturalnych (obornika, gnojowicy, gnojówki) powstający azot (forma amonowa) jest pobierany przez rosnące rośliny, ale też częściowo tracony w postaci ulatniającego się amoniaku, bądź wymywania. 

Z uwagi na fakt, że azot ulega w glebach wielu przemianom, prowadzących niekiedy do jego strat, w wyniku wymywania (azotany) lub ulatniania do atmosfery (amoniak lub N cząsteczkowy), dlatego ogólną zaplanowaną dawkę azotu dzieli się zwykle na kilka części i stosuje zarówno doglebowo (przedsiewnie i pogłównie), jak też dolistnie. Plonotwórcze działanie azotu, a więc jego pełne wykorzystanie, warunkowane jest przez inne makro- i mikroelementy, głównie potas, magnez, siarkę, fosfor, mangan, miedź, żelazo i molibden.

Jako ciekawostkę można podać fakt, iż podczas wyładowań atmosferycznych powstają tlenki azotu (NO), które po połączeniu z wodą tworzą kwas azotawy (NO₂) i azotowy (NO₃). W klimacie umiarkowanym dostaje się w ten sposób do gleby kilka kg N w przeliczeniu na hektar, a w tropikalnym, gdzie burz jest więcej - do 10 kg N.

Prof. dr hab. Czesław Szewczuk – Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie