Alternatywne dla nawożenia mineralnego źródła azotu w sadzie

Spis treści

1. Dotychczasowa praktyka żywienia roślin sadowniczych azotem jest zagrożona.
2. Obornik i komposty.
3. Podłoże popieczarkowe.
4. Osady ściekowe.
5. Wysiew roślin motylkowatych w rzędach drzew.

Dotychczasowa praktyka żywienia roślin sadowniczych azotem jest zagrożona

Azot, który pobierają z gleby drzewa i krzewy owocowe bierze się z dwóch źródeł – pierwsze to regularne nawożenie mineralne, a drugie – mineralizacja materii organicznej. Materia organiczna na plantacjach bierze się z obornika (ewentualnie kompostu), którym zaprawiono podłoże przed posadzeniem roślin oraz z resztek roślinnych, które co sezon trafiają do gleby (opadłe liście i owoce, rozdrobnione gałęzie po cięciu, pokos murawy). Skuteczność takiej strategii odżywiania roślin sadowniczych jest poparta wieloletnią praktyką.

W corocznym odżywianiu roślin sadowniczych azotem można wyróżnić trzy etapy:

1. W pierwszej połowie wiosny, mniej więcej do kwitnienia, rośliny czerpią azot z zapasów nagromadzonych w poprzednim roku w częściach stałych. Nie mogą pobierać go z podłoża, ponieważ gleba ma niską temperaturę i system korzeniowy nie jest aktywny.
2. Pobieranie azotu z podłoża rozpoczyna się mniej więcej w fazie kwitnienia. Wtedy najważniejszym źródłem pierwiastka w glebie jest azot, który wprowadzamy tam wraz z nawożeniem mineralnym. Prawidłowe przeprowadzenie zabiegu posypowego nawożenia azotem jest niezwykle ważne, bo po jesiennych deszczach i wczesnowiosennych roztopach śniegu mineralne formy składnika zostały w dużej mierze wypłukane, a z powodu zbyt niskiej temperatury gleby, mikrobiologiczne procesy mineralizacji materii organicznej nie są w stanie zapewnić dostatecznej ich ilości.
3. Mineralne nawożenie azotem pozwala pokryć zapotrzebowanie roślin do lata. W zależności od przebiegu pogody, w połowie lub pod koniec czerwca procesy mikrobiologiczne zachodzą już z taką intensywnością, aby zapewnić dostępność azotu mineralnego aż do końca sezonu wegetacji.

Oprócz nawożenia doglebowego, możliwe jest również dokarmianie dolistne drzew azotem. Ma ono uzasadnienie szczególnie w tych okresach, kiedy podejrzewamy, że rośliny nie mogą pobrać z gleby tyle azotu, ile powinny (np. po bardzo intensywnych opadach), albo gdy chcemy pobudzić je do wzrostu i regeneracji (np. po srogiej zimie).

Dotychczasowa praktyka odżywiania roślin sadowniczych azotem jest bardzo skuteczna i nie było najmniejszej potrzeby, aby wprowadzać w niej gruntowne zmiany – co najwyżej pewne udoskonalenia, które wpływałyby na większą efektywność i zmniejszenie strat pierwiastka do środowiska. Przed produkcją sadowniczą stoją jednak aktualnie dwa problemy – pierwszy to kryzys na rynku nawozów mineralnych, którego skutkiem są wzrosty ich cen oraz spadek dostępności. Drugi problem to unijna polityka ograniczania zużycia nawozów mineralnych w uprawach rolnych.

Co prawda produkcja sadownicza wiąże się ze znacznie mniejszym niż w uprawach jednorocznych zużyciem azotu, i trudno porównywać sadownika aplikującego 70 kg N na ha z rolnikiem, który sypie go 240 kg pod rzepak albo kukurydzę. Nakreślona wcześniej strategia stosowania azotu w naszych gospodarstwach jest tak opracowana, że nie przyczynia się do istotnego zanieczyszczenia środowiska. Pozwala stosować tyle azotu i w takich okresach, aby został on jak najlepiej wykorzystany.

Jednak musimy być przygotowani na to, że decyzje unijnych biurokratów będą zmierzały w kierunku „utrudnienia” nam korzystania z nawozów mineralnych, np. poprzez wprowadzanie regulacji skutkujących sztucznym zawyżaniem ich cen albo narzucaniem określonych, zbyt niskich w stosunku do zapotrzebowania danego gatunku, dawek azotu na hektar.  

W odpowiedzi na trudną sytuację na rynku nawozów, poprzednio ukazał się artykuł z propozycjami, jak przeprowadzić nawożenie sadów azotem nadchodzącą wiosną, gdyby sytuacja na rynku się nie unormowała, oraz z próbą odpowiedzi na pytanie, czy jednorazowe zaniechanie nawożenia sadu wpłynie istotnie na ograniczenie jego plonowania.

Czytaj więcej: Jak nawozić sady azotem w dobie kryzysu cenowego i spadku dostępności nawozów?

Natomiast w tym artykule omówione są alternatywne dla nawożenia mineralnego sposoby wprowadzania azotu do gleby, gdyby w kolejnych sezonach pojawiały się okoliczności zagrażające tradycyjnemu podejściu do nawożenia sadów. Wszystkie z tych sposobów mają w porównaniu z nawożeniem mineralnym podstawową wadę, że nie pozwalają sterować terminem dostępności dla roślin przyswajalnych form azotu. Pierwiastek uwalnia się z omawianych źródeł długotrwale, przez parę kolejnych lat, w sposób zależny od wielu czynników, m. in. od przebiegu warunków atmosferycznych. Nie należy spodziewać się po nich natychmiastowego efektu, gdyż zawarty w nich azot musi ulec mineralizacji i przemieścić się w przestrzeń systemów korzeniowych.

Obornik i komposty

Normalnym postępowaniem jest wprowadzanie do gleby obornika lub kompostu na etapie przygotowywania stanowiska pod sad. Istnieje wtedy jedyna możliwość, aby dokładnie przemieszać go z podłożem, co ma kluczowe znaczenie dla ograniczenia strat pierwiastków z tego nawozu naturalnego.

W istniejących nasadzeniach obornik ma ograniczone zastosowanie, które jest zresztą dyskusyjne i ma swoich przeciwników. Jeżeli w sadzie stosuje się standardowe nawożenie mineralne, to aplikacja obornika nie jest dla niego skuteczną alternatywą, ponieważ jego składniki narażone są na duże straty do środowiska (np. wskutek ulatniania się amoniaku do atmosfery), a ich uwalnianie jest długotrwałe i trudne do przewidzenia. Istnieją badania dowodzące braku reakcji roślin sadowniczych na stosowanie obornika na istniejących plantacjach oraz przeciwnie – pokazujące, że drzewa i krzewy reagują na niego lepszym wzrostem i plonowaniem po pewnym czasie od aplikacji.

Obornik nie jest już zresztą tak łatwo dostępny dla sadowników, ponieważ od lat produkcja roślinna prowadzona jest w oderwaniu od produkcji zwierzęcej. Rolnicy, którzy zbierają z pola słomę i wykorzystują ją jako ściółkę w pomieszczeniach inwentarskich, są coraz częściej świadomi, że wraz ze słomą systematycznie zabierają z pola również materię organiczną, wskutek czego spada żyzność gleby. Dlatego zależy im, aby powstający w gospodarstwie obornik wrócił na pole i przyczynił się do reprodukcji glebowej materii organicznej.

Ryc. 1. Alternatywą dla obornika może być kompost, który jest coraz powszechniej dostępny, szczególnie w pobliżu większych miast. Wraz z wprowadzeniem obowiązku sortowania śmieci, pojawiło się wyzwanie zagospodarowania setek ton odpadów biodegradowalnych. Samorządy zakładają kompostowanie, a powstający w nich kompost może być z powodzeniem stosowany w uprawach rolniczych. Na przykład Zarząd Gospodarowania Odpadami w Łodzi wytwarza i sprzedaje kompost pod nazwą handlową „Próchniaczek”. Można zakupić go luzem bądź w workach. Komposty dopuszczone do stosowania w uprawach rolnych są przebadane na obecność związków szkodliwych. Problemem w przypadku tego nawozu może być niejednolitość składu poszczególnych jego partii w zależności od ich pochodzenia (np. inną wartością charakteryzuje się kompost powstały z resztek z gospodarstw domowych, a inną wytworzony z resztek roślinnych po pielęgnacji zieleni miejskiej).

Podstawowe wady obornika (kompostu) to:

• wspomniany wcześniej brak kontroli sadownika nad porą i ilością uwalniania się z niego składników pokarmowych (zależy to od aktywności mikroorganizmów glebowych),
• potencjalnie wysokie straty azotu do środowiska,  
• problem z zachwaszczeniem (nawóz naturalny stanowi dogodny substrat dla wzrostu roślinności niepożądanej; dodatkowo mogą się w nim znajdować nasiona chwastów),
• przyrost populacji gryzoni w sadzie.

Najważniejsze praktyki pozwalające na lepsze wykorzystanie składników z naglebowego nawożenia obornikiem lub kompostem to:

• Długi odstęp między ich aplikacją a zabiegiem wapnowania (wysokie pH gleby przyczynia się do ogromnych strat azotu poprzez ulatnianie się gazowego amoniaku).
• Choćby płytkie przemieszanie obornika lub kompostu z glebą (np. przy pomocy podkoronowych glebogryzarek sadowniczych).

Zalety obornika (kompostu) stosowanego w formie ściółki w rzędach drzew to m. in.:

• Wzbogacanie podłoża w cały zestaw makro – i mikroelementów (azot, potas, fosfor, wapń, magnez, bor i inne).
• Wzbogacanie stanowiska w materię organiczną.
• Ograniczenie parowania wody z gleby podczas suszy (na dwa sposoby: dzięki utworzeniu przez ściółkę powierzchniowej bariery zapobiegającej przesychaniu podłoża, a w miarę upływu czasu – dzięki wzrostowi zawartości próchnicy w glebie).
• Przyspieszenie nagrzewania się gleby (dzięki ciemnemu zabarwieniu).
• Stymulacja życia mikrobiologicznego i rozwoju fauny glebowej (z własnych obserwacji – na polu nawożonym nawozami naturalnymi znacznie liczniej występują dżdżownice. Ich bytowanie to m. in. lepsze przewietrzenie gleby).

Obornik równomiernie rozkłada się wokół drzew, przyjmując dawkę ok. 10 kg na drzewo. Ilość wnoszonego z nim do uprawy azotu można wyliczyć, mnożąc całkowitą dawkę obornika przez współczynnik, który dla obornika świńskiego wynosi 0,51%, a bydlęcego 0,47%. Zawartość azotu w kompoście może być zróżnicowana. Wspomniany „Próchniaczek” zawiera 0,5% azotu całkowitego. Znacznie bardziej skoncentrowanymi nawozami naturalnymi są nawozy ptasie, które w zależności od gatunku mogą zawierać nawet 4% azotu całkowitego.

Znacznie więcej o różnych obornikach, ich składzie, sposobie stosowania w sadzie, a także o nawozie ptasim, można przeczytać w poniższych artykułach:

Obornik świński czy bydlęcy? A może nawóz ptasi?

Jesień to dobry czas na obornik w sadzie

Podłoże popieczarkowe

Polska produkcja pieczarkarska rozwija się z roku na rok, a produktem ubocznym jej prowadzenia są znaczne ilości podłoża, którego plantatorzy chętnie się pozbywają. Może być ono stosowane w uprawach sadowniczych jako źródło azotu i innych niezbędnych roślinom pierwiastków.

Substrat ten stanowi mieszankę materiałów strukturotwórczych (takich jak słoma zbożowa, włókno kokosowe, torf, odtłuszczona śruta sojowa), a także obornika końskiego, nawozu kurzego, komponentów wapniowych (dolomit, kreda, wapno defekacyjne powstające w cukrowniach) oraz dodatków mineralnych (np. nawozów azotowych).

Według przykładowych badań [Becher, 2013], podłoże popieczarkowe charakteryzuje się pH na poziomie 6,2 – 6,5. Zawiera znaczną na tle oborników ilość azotu ogólnego (2,3%), z czego dostępny dla roślin azot w formie amonowej i saletrzanej stanowi 1,24%. Reszta składnika występuje w związkach organicznych, które ulegają mineralizacji w przeciągu 5 lat od aplikacji podłoża.

Podłoże popieczarkowe może być w sadzie stosowane w postaci ściółki o grubości 7 – 8 cm. Musi być ono dawkowane bardzo ostrożnie, gdyż ma znaczny potencjał w zasalaniu podłoża. Stwierdzono, że wyłożenie ściółki o grubości 15 cm działa już ograniczająco na wzrost drzew. Niektórzy proponują sezonowanie podłoża popieczarkowego jako sposób na ograniczenie jego zasalającego wpływu, jednak może się to wiązać ze spadkiem koncentracji składników pokarmowych.

Ryc. 2. Podłoże popieczarkowe w sadzie jabłoniowym.

Zalety i wady podłoża popieczarkowego są podobne jak w przypadku obornika stosowanego jako ściółka w istniejącym sadzie.

Osady ściekowe

Źródłem azotu i innych pierwiastków w sadownictwie mogą być komunalne osady ściekowe. Zgodnie z obowiązującym prawem (ustawa o odpadach oraz rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2015 r.), dopuszcza się ich stosowanie tylko w uprawie drzew owocowych.

Komunalne osady ściekowe pochodzą z komór fermentacyjnych oraz innych instalacji służących do oczyszczania ścieków komunalnych. Ich skład zbliżony jest do ścieków komunalnych, ale zgodnie z klasyfikacją zalicza się je do odpadów, które – po spełnieniu rygorystycznych wymogów – mogą być stosowane w uprawach rolniczych do poprawy żyzności gleby.

Ilość powstających w Polsce komunalnych osadów ściekowych zwiększa się z roku na rok. W 2018 roku powstało ich 584,5 mln t suchej masy. Dlatego też coraz częściej porusza się problem ich zagospodarowania z korzyścią dla upraw rolniczych bądź do rekultywacji gruntów. W 2018 roku w rolnictwie wykorzystano 18,6% komunalnych osadów ściekowych; 18,2% przekształcono termicznie (spalono); 11,4% zmagazynowano czasowo lub przeznaczono do składowania na składowiskach [dane GUS]. Osady mogą być również wykorzystywane do produkcji kompostu bądź do uprawy roślin mających służyć do produkcji kompostu.

Kilka cech komunalnych osadów ściekowych, które są istotne z punktu ich stosowania:

• Większość charakteryzuje się odczynem od obojętnego do zasadowego (pH 5,8 – 8,7). Nie zakwaszają gleby.
• Zawartość składników mineralnych jest bardzo zróżnicowana w zależności od miejsca pochodzenia, a także składu i sposobu obróbki ścieków. Każdorazowo należy przeprowadzić  oznaczenia zawartości składników mineralnych w osadzie ściekowym, który ma być rolniczo wykorzystywany. Jeżeli chodzi o azot, badania Maćkowiaka (2000) dla komunalnych osadów ściekowych z 29 różnych polskich oczyszczalni podają średnią zawartość 35,6 g azotu ogólnego w kg suchej masy.
• Zawartość suchej masy może stanowić 13 – 24% osadu, co oznacza, że różnią się one konsystencją (stężony płyn, maź lub najczęściej -struktura mokrej ziemi). Wpływa to na dobór urządzeń do ich aplikacji w uprawie.
• Średni stosunek N:P:K (azotu do fosforu do potasu) w badaniach Maćkowiaka wyniósł 1 : 0,37 : 0,09. Jest regułą, że komunalne osady ściekowe zawierają więcej azotu i fosforu w porównaniu z potasem. Oznacza to konieczność mineralnego nawożenia potasem, aby uzyskać optymalny stosunek N:P:K w uprawie.

Osady ściekowe, z uwagi na potencjalną obecność groźnych patogenów i pasożytów, niestabilność biologiczną (skłonność do zagniwania), możliwość występowania w nich w zbyt wysokich stężeniach metali ciężkich, muszą zostać poddane procesom mającym na celu ich stabilizację i wyeliminowanie zagrożenia dla środowiska, ludzi i zwierząt. Aplikacja nie ustabilizowanych osadów ściekowych jest zabroniona. Obróbka osadów ściekowych może polegać na ich podgrzewaniu lub dodawaniu do nich soli mineralnych, węgla, popiołu, pyłu czy trocin. Osady ściekowe są również odwadniane, co ułatwia ich stosowanie w rolnictwie.

Ryc. 3. Osad ściekowy przed aplikacją w uprawie rolniczej (źródło: wikimedia commons; Sebastian Walti).

Przed zastosowaniem osadu ściekowego musi być oznaczona zawartość metali ciężkich, która nie może przekraczać obowiązujących norm. pH gleb, na których stosuje się osady na cele rolnicze nie może być niższe niż 5,6. Rozporządzenie Ministra Środowiska ściśle określa warunki, które musi spełniać komunalny osad ściekowy, aby można było go wykorzystać w rolnictwie (są to m. in. poziomy pierwiastków śladowych, obecność jaj pasożytów i bakterii). Przed zastosowaniem i wyznaczeniem dawki osadu ściekowego przeprowadza się analizy gleby. Stosowanie osadów ściekowych do celów nawozowych zgodnie z obowiązującymi regulacjami nie powinno mieć negatywnego wpływu na środowisko.

Przepisy podają również, że osady ściekowe należy stosować poza okresem wegetacji roślin. Dawka komunalnego osadu ściekowego w uprawach rolniczych nie może przekraczać 3 t s. m./ha/rok. Przy jednokrotnym w ciągu dwóch albo trzech lat stosowaniu komunalnych osadów ściekowych w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne dopuszczalna dawka komunalnych osadów ściekowych może być skumulowana i nie może przekraczać odpowiednio 6 t s.m./ha/2 lata i 9 t s.m./ha/3 lata.

Ze stosowania osadów ściekowych wyłączone są pewne obszary, m. in. tereny czasowo zamarznięte i pokryte śniegiem; przyległe do brzegów cieków i jezior (wymagane minimum 50 m odległości); tereny zalewowe, czasowo podtapiane i bagienne; grunty rolne o spadku przekraczającym 10%; tereny położone w odległości mniejszej niż 100 m od ujęcia wody, domu mieszkalnego lub zakładu produkcji żywności; grunty, na których rosną rośliny sadownicze i warzywa, z wyjątkiem drzew owocowych; grunty, na których prowadzi się uprawy pod osłonami.

Zgodnie z prawem, za prawidłowe zastosowanie osadu ściekowego odpowiedzialny jest jego wytwórca, a zarazem dostarczyciel. Na nim też ciąży obowiązek przeprowadzenia niezbędnych badań, potwierdzających zdatność osadu do wykorzystania w rolnictwie oraz wykonanie analiz gleby, na której ma być stosowany osad.

Wysiew roślin motylkowatych w rzędach drzew

Inną praktyką pozwalającą na wprowadzenie do gleby azotu jest wysiew roślin motylkowatych w rzędach drzew (są to tzw. żywe ściółki). Rośliny motylkowate, dzięki symbiozie z bakteriami brodawkowymi, wiążą azot z atmosfery i wbudowują go w swoje tkanki. Szczątki tych roślin są zatem bogatym źródłem azotu, który staje się dostępny dla uprawianego gatunku po procesie ich mineralizacji.

Rośliny motylkowate często wysiewa się w mieszance z trawami (np. kostrzewą), które są dla nich roślinami podporowymi. Dzięki temu żywa ściółka ma większy potencjał w ograniczaniu zachwaszczenia. Gatunki roślin motylkowatych przydatne do wysiewu w rzędach drzew to przede wszystkim koniczyna (biała, perska), lucerna i komonica zwyczajna. Dobiera je się tak, aby miały możliwie najmniejszy potencjał w konkurowaniu z drzewami o składniki pokarmowe.

Jeżeli chodzi o wpływ stosowania ściółek na odżywienie drzew azotem, to według badań liście jabłoni uprawianych przez 3 - 4 lata w ściółce z roślin motylkowatych charakteryzowały się wysoką zawartością azotu (2,45% suchej masy). A zatem kilkuletnia obecność roślin motylkowatych w rzędach drzew jabłoni pozwala uzyskać odpowiednią zawartość azotu mineralnego w podłożu oraz optymalny lub wysoki zakres odżywienia roślin tym pierwiastkiem.

Wady żywych ściółek:

• Osłabienie wzrostu i plonowania drzew wskutek konkurencji o wodę i składniki pokarmowe z roślinami okrywowymi.
• Słabsze odżywienie drzew w potas i fosfor w porównaniu z jabłoniami uprawianymi w ugorze herbicydowym.
• Efekt odżywienia roślin azotem widoczny jest dopiero po kilkuletniej uprawie roślin motylkowatych w ściółce.

Zalety ściółek z roślin motylkowatych:

• Ograniczenie zachwaszczenia w rzędach drzew.
• Zaopatrzenie roślin w azot.
• Wzrost bioróżnorodności i związane z tym korzyści w postaci mniejszej presji szkodników roślin.
• W dłuższej perspektywie poprawa żyzności stanowiska, zwiększenie zawartości próchnicy glebowej, poprawa struktury gleby, aktywacja życia biologicznego w podłożu.

Stosowanie żywych ściółek w sadach jest praktyką bardzo dyskusyjną, gdyż skutkuje zmniejszeniem plonu owoców i osłabieniem wzrostu drzew. Ma większy potencjał w sadach ekologicznych niż konwencjonalnych.

Praktyki potencjalnie pozwalające ograniczyć negatywny wpływ roślin okrywowych na drzewa owocowe to koszenie ściółki lub wykonanie zabiegu herbicydowego w okresach krytycznej konkurencji o wodę, zwiększenie nawożenia potasem i fosforem w postaciach chemicznych umożliwiających szybkie przemieszczanie się tego składnika w profilu glebowym (polifosforany), wysiew roślin motylkowatych w sadach przynajmniej kilkuletnich, w których drzewa owocowe są w stanie sprostać konkurencji ze ściółką roślin zielnych.

Możliwe jest również ściółkowanie rzędów drzew wyłącznie ściętymi fragmentami (słomą) roślin motylkowatych, które uprawiane są na innym stanowisku. Pozwoliłoby to ograniczyć negatywny wpływ konkurencji o wodę na wzrost i plonowanie drzew owocowych.

Zainteresowanych tematem wykorzystania żywych ściółek w uprawach sadowniczych odsyłam do monografii pt. „Zastosowanie żywych ściółek w rzędach drzew jabłoni jako alternatywnego sposobu pielęgnacji gleby w porównaniu z ugorem herbicydowym” autorstwa Marii Licznar-Małańczuk, która dostępna jest w Internecie.