Magnez i siarka od dłuższego czasu stanowią deficytowe składniki w produkcji rolniczej. Gleby Polski są z natury ubogie w magnez, a stan ten wynika z genezy ich powstania. Poza tym pierwiastek ten łatwo ulega wymyciu do głębszych warstw, a im gleba lżejsza i bardziej kwaśna, tym proces wymycia przebiega szybciej. Podobnie związki siarki stosunkowo łatwo przemieszczają się w głąb profilu glebowego, gromadząc się w głębszych, niedostępnych dla roślin warstwach gleby. W Polsce około 30% gleb wykazuje średnią zasobność w magnez przyswajalny, a udział gleb o bardzo niskiej i niskiej zasobności kształtuje się na poziomie 27%. Najwięcej takich gleb stwierdza się w województwie lubelskim, łódzkim i mazowieckim. Szacuje się, że ponad połowa użytków rolnych Polski charakteryzuje się niską zasobnością w siarkę siarczanową. Najwięcej gleb o niskiej zawartości siarki występuje w północnej i północno-wschodniej części Polski.

Deficyt magnezu i siarki występujący w wielu glebach Polski przekłada się na niedobór tych pierwiastków w roślinach, a w konsekwencji tego w paszach i w żywności. Stąd też niezwykle istotnym zagadnieniem jest racjonalne wzbogacanie gleby w magnez i siarkę poprzez właściwe nawożenie mineralne, które ma na celu nie tylko zaspokojenie potrzeb pokarmowych roślin w te pierwiastki, ale również poprawę zasobności gleby. Obecna praktyka nawożenia roślin uprawnych nie zawsze traktuje istotność magnezu i siarki w takim stopniu, jaki wynika z pełnionych przez nie funkcji w roślinie.

Czy magnez jest ważny dla roślin?

Magnez jest piątym makroelementem w żywieniu roślin, niezbędnym do ich prawidłowego wzrostu i rozwoju, odgrywając ważną rolę we wszystkich szlakach metabolicznych. Wykorzystywany jest do budowy licznych związków organicznych oraz spełnia szereg funkcji fizjologicznych, biorąc miedzy innymi udział w fotosyntezie, stanowiącej istotę procesów życiowych roślin zielonych. Magnez pełni funkcję aktywatora enzymów uczestniczących w oddychaniu, syntezie kwasów nukleinowych, węglowodanów, białek, tłuszczy i wielu witamin. Wspomaga utrzymanie prawidłowej równowagi jonowej w roślinie oraz uczestniczy w budowie ściany komórkowej, a także wpływa stabilizująco na biologiczne membrany, tym samym upodabniając się do wapnia. Oddziałuje na gospodarkę wodną roślin, gdyż odgrywa istotną rolę w rozwoju systemu korzeniowego, przez co pośrednio zwiększa dostępność wody i jej efektywne wykorzystanie przez rośliny, co jest szczególnie ważne w okresach suszy. Bierze udział w gospodarce fosforowej roślin, sprzyjając pobieraniu fosforu oraz jego włączaniu w związki wysokoenergetyczne. Wpływa na wiązanie azotu przez bakterie symbiotyczne i wolno żyjące. Zwiększa odporność roślin na patogeny utrudniając ich przenikanie przez ściany komórkowe.

Dlaczego należy nawozić rośliny magnezem?

Dobre zaopatrzenie roślin w magnez wpływa korzystnie nie tylko na wielkość, ale również na jakość uzyskiwanych plonów roślin. Magnez oddziałuje na plon użytkowy roślin na kilku płaszczyznach, a mianowicie poprzez wzrost fizycznej wartości plonu, poprawę jakości konsumpcyjnej, paszowej lub przetwórczej, wzrost zawartości magnezu oraz potencjalny wzrost wartości rynkowej plonu. U zbóż magnez wpływa na plon ziarna, masę ziarniaka, zawartość białka oraz poprawę jego jakości poprzez oddziaływanie na wyższą zawartość aminokwasów egzogennych, np. tryptofanu. U roślin oleistych kształtuje zawartość tłuszczu w nasionach, a u buraka cukrowego plon korzeni i liści, zawartość sacharozy i melasotworów oraz plon cukru. W przypadku roślin strączkowych magnez zwiększa ilość i produkcję białka. Pierwiastek ten wpływa na zawartość skrobi, witaminy C i solaniny w ziemniakach oraz ilość witaminy C w owocach. Łącznie z azotem zwiększa plonowanie roślin oraz ma pozytywny wpływ na wielkość i kolor owoców i warzyw oraz ich aromat. Magnez zwiększa tolerancję roślin na działanie niskich temperatur i suszę oraz ich odporność na choroby grzybowe i ataki szkodników. Wpływa też na prawidłowe przygotowanie roślin do spoczynku zimowego.

Zapotrzebowanie roślin na magnez

Większość roślin ma dość duże wymagania względem magnezu, często większe niż względem fosforu. Pierwiastek ten pobierany jest przez rośliny na ogół w mniejszych ilościach niż wapń czy potas. Roślinami szczególnie wrażliwymi na niedobór tego pierwiastka są rośliny krzyżowe (rzepak), okopowe (buraki cukrowe, pastewne i ziemniaki), zboża ozime i jare, kukurydza, a także rośliny bobowate.

Czy siarka jest ważna w nawożeniu roślin?

Siarka stanowi istotny element strukturalny, wchodząc w skład aminokwasów, białek, enzymów i witamin. Związki siarki biorą udział w procesie fotosyntezy, oddychania, wiązania wolnego azotu oraz utrzymaniu odporności roślin na choroby i patogeny. Najważniejsza rola siarki wynika z jej obecności w większości białek. Wchodzi ona w skład aminokwasów cystyny, cysteiny i metioniny, które stanowią prekursory innych związków niezbędnych w metabolizmie, takich jak kwas liponowy (w brokułach i szpinaku), tioredoksyna czy sulfolipidy występujące w błonach komórkowych. Istotną funkcją siarki jest tworzenie grup dwusiarczkowych, które występują w białkach oraz innych związkach pełniących ważne funkcje w metabolizmie, takich jak koenzym A i ferredoksyna. Bierze udział w redukcji azotu cząsteczkowego przez bakterie brodawkowe żyjące w symbiozie z roślinami bobowatymi.

Witaminy, smak i zapach roślin

Siarka stanowi składnik dwóch witamin: tiaminy (witaminy B₁) i biotyny (witaminy H). Tiamina aktywuje przemiany węglowodanów, między innymi w ziarnie zbóż, grochu czy fasoli. Biotyna uczestniczy w przyłączaniu CO₂ do acetylokoenzymu A oraz kontroluje syntezę białek i kwasów tłuszczowych oraz licznych estrów i amidów. Siarka jest składnikiem niebiałkowych aminokwasów siarkowych, olejków czosnkowych, olejków gorczycznych, cennych antybiotyków (penicilina i cefalopuryna) oraz glutationu. Znajdujące się w roślinach z rodziny Cruciferae olejki gorczyczne – charakteryzujące się ostrym smakiem – stanowią najprawdopodobniej ochronę tych roślin przed większością zwierząt roślinożernych czy konkurencją innych roślin. W roślinach siarka jest składnikiem glukozynolanów charakterystycznych dla roślin krzyżowych, jak na przykład kapusty białej, brukselki, kalafiora, brokułu, gorczycy czarnej i białej oraz rzeżuchy i rzodkiewki stanowiących system obronny przeciwko patogenom i szkodnikom.

Wpływ siarki na parametry jakościowe plonu

Siarka wpływa na zwiększenie plonów roślin poprzez poprawę efektywności wykorzystania azotu. Jest aktywatorem procesów kontrolujących metabolizm azotu w roślinie, dzięki czemu zwiększa szybkość procesów przemiany pobranego przez roślinę azotu w białko. Sprzyja lepszemu wykorzystaniu fosforu z nawozów mineralnych oraz korzystnie wpływa na optymalną zawartość potasu w roślinach. Zwiększa zawartość tłuszczu w nasionach roślin oleistych, białka w nasionach, sacharozy w korzeniach buraka cukrowego oraz skrobi w ziemniakach. Podnosi wartość żywieniową pszenicy oraz korzystnie wpływa na jakość wypiekową mąki. Poprawia właściwości fizyczne ciasta takie jak sprężystość czy wytrzymałość na rozciąganie. Siarka uodparnia rośliny na suszę, niskie temperatury oraz wyleganie i patogeny, a także zwiększa ich mrozoodporność.

Zapotrzebowanie roślin na siarkę

Ilościowe zapotrzebowanie na siarkę jest na ogół zbliżone do wymagań pokarmowych roślin względem fosforu. Do roślin o bardzo dużym zapotrzebowaniu na siarkę należą rośliny krzyżowe – rzepak, kapusta, gorczyca, rzodkiew i rzepa oraz liliowate – cebula, czosnek. Roślinami o dużym zapotrzebowaniu są rośliny bobowate, zwłaszcza lucerna, koniczyna i strączkowe oraz burak cukrowy i pastewny. Roślinami o relatywnie niewielkim zapotrzebowaniu na siarkę są różne gatunki traw łąkowych i pastwiskowych, zboża oraz ziemniaki.

Kiedy aplikować nawozy?

Aby uzyskać stabilne i dobre jakościowo plony roślin niezwykle istotne jest więc optymalne zaopatrzenie roślin w magnez i siarkę oraz utrzymanie ich zawartości w glebie na poziomie średnim. Aby to uzyskać należy systematycznie w każdym roku nawozić gleby tymi makroskładnikami pokarmowymi. Warto sięgać po nawozy charakteryzujące się wysoką zawartością magnezu i siarki, dobrą przyswajalnością dla roślin oraz dobrymi parametrami wysiewowymi. Nawożenie magnezem i siarką w uprawach roślin ozimych powinno być stosowane zarówno przedsiewnie, jak i pogłównie wczesną wiosną w celu regeneracji plantacji po zimie oraz do zwiększenia efektywności wykorzystania azotu przez rośliny. Aplikacja magnezu i siarki zalecana jest szczególnie na glebach lekkich i zakwaszonych, gdzie występuje znaczne wymycie tych składników pokarmowych.

dr hab. Marzena S. Brodowska