Mikroelementy w zasilaniu zbóż

Dolistne zabiegi mikroelementowe najlepiej rozpocząć od fazy końca krzewienia zbóż i zakończyć w fazie kłoszenia.

Potrzeba nawożenia mikroelementami poza wpływem na gospodarkę azotową w roślinie wiąże się również z koniecznością poprawy jakości produktów rolniczych oraz zapewnienia odpowiedniej zawartości tych składników w diecie ludzi i zwierząt. Uwzględniając powyższe funkcje i znaczenie mikroskładników w roślinie, każdy producent zbóż powinien zadbać o ich prawidłowe zaopatrzenie zarówno przed siewem, jak i w trakcie wegetacji.

Trudno je zastąpić

Potrzeby pokarmowe roślin uprawnych względem mikroskładników dotyczą zarówno ilości, jak i dynamiki pobierania danego pierwiastka. Ta grupa składników pokarmowych podlega ciągłej akumulacji w miarę rozwoju rośliny. Ich rola sprowadza się głównie do aktywowania układów enzymatycznych w reakcjach metabolicznych oraz ich wpływu na gospodarkę azotową w roślinie. W przypadku zbóż w kontekście gospodarki azotem szczególnej uwagi wymagają dwa mikroskładniki: mangan i miedź oraz cynk w przypadku kukurydzy. Każdy z wymienionych mikroskładników ma ściśle określoną funkcję i nie może być zastąpiony innym pierwiastkiem.

Warunkiem prawidłowego oddziaływania mikroelementów na metabolizm rośliny jest odpowiednia ich zawartość w komórkach i tkankach. Jeśli ilość poszczególnych składników odbiega od normy lub też zostają zachwiane proporcje między nimi, wówczas dochodzi do zaburzenia procesów życiowych. Niedoborom towarzyszy osłabienie właściwości katalitycznych wszystkich układów enzymatycznych, w których dany mikroskładnik bierze bezpośredni udział. W konsekwencji takich zaburzeń dochodzi do zahamowania wzrostu danej rośliny, pojawiają się chlorozy oraz objawy zewnętrzne specyficznie dla danego pierwiastka.

Ważna dla pszenicy

Podstawowym mikroskładnikiem w technologii nawożenia zbóż jest miedź. Pod względem zapotrzebowania na ten składnik wyróżnia się pszenica, a mniejsze potrzeby mają inne rośliny zbożowe, zwłaszcza żyto i pszenżyto. Niewystarczające zaopatrzenie w miedź bardziej wpływa na rozwój części generatywnych niż wegetatywnych.

Objawy niedoboru we wzroście i rozwoju roślin ujawniają się dopiero przy dużych brakach tego pierwiastka w glebie. Jednym ze specyficznych objawów fizjologicznych niedostatecznego zaopatrzenia w miedź jest więdnięcie roślin w fazie strzelania w źdźbło. Przy silniejszym deficycie reakcja może się ujawnić już w fazie krzewienia.

Więdnięcie roślin związane jest z niedostatecznym procesem lignifikacji łodyg, a nie zaopatrzeniem w wodę. Nieprawidłowości w lignifikacji ścian komórkowych są również powodem wytwarzania słabych i wiotkich źdźbeł podatnych na wyleganie i nikłych, zdeformowanych kłosów. Duży udział zbóż w strukturze zasiewów sprzyja naturalnie dużej eksploatacji tego składnika z gleby. Poza tym stwarza lepsze warunki do rozwoju całej gamy chorób systemu korzeniowego. Rośliny, które są dobrze odżywione mikroskładnikami, uruchamiają szereg mechanizmów zmniejszających presję patogenów.

Fizjologiczne znaczenie miedzi wynika z jej udziału w procesach fotosyntezy i syntezy białek. Miedź jest składnikiem wielu enzymów katalizujących reakcje utleniania z udziałem tlenu cząsteczkowego. Aktywuje oksydazę askorbinową, która katalizuje utlenianie kwasu askorbinowego (witaminy C). Funkcjonowanie enzymów zawierających miedź jest związane ze zdolnością pierwiastka do zmiany wartościowości. Miedź jednowartościowa może oddać elektron i przez to utlenić się, a miedź dwuwartościowa może przyjąć elektron i ulec redukcji.

Blisko 70% miedzi w roślinach znajduje się w chloroplastach. Skutkiem deficytu tego mikroskładnika jest skrócenie okresu aktywności fotosyntetycznej liścia flagowego. Warunkiem koniecznym zapłodnienia w czasie kwitnienia zbóż jest obecność i żywotność pyłku, która warunkowana jest przez stan odżywienia miedzią i borem. Miedź wraz z magnezem, siarką i fosforem zwiększa stopień przemieszczenia azotu z organów wegetatywnych, zwiększając tym samym zawartość N w ziarnie i poprawiając właściwości wypiekowe mąki. Miedź pełni także rolę fungistatyczną, co jest szczególnie ważne w latach o ciepłej jesieni.

Pobieranie Cu2+ ogranicza odczyn zasadowy gleby oraz dużą zawartość jonów cynku. Dodatkowo niedobór miedzi jest potęgowany w przypadku stosowania nadmiernych dawek wapnia oraz nawozów mineralnych, szczególnie azotowych. Mikroskładnik ten może być dostarczony roślinom w nawozach wzbogaconych w ten pierwiastek, w postaci typowych nawozów mikroelementowych (siarczan miedzi, wodorotlenek miedzi i chelaty miedzi).

Mniejsze ryzyko niedoboru

Mangan podobnie jak cynk stymuluje wzrost systemu korzeniowego roślin, tym samym gwarantuje lepsze przezimowanie i poprawę kondycji w okresie ruszenia wiosennej wegetacji. Jego niedobory nie są zbyt powszechne, jednak mogą wystąpić na roślinach uprawianych na glebach alkalicznych lub przewapnowanych.

Spośród zbóż najbardziej wrażliwy na niedobór manganu jest owies, u którego brak tego składnika może być przyczyną choroby zwanej szarą plamistością. Objawy specyficzne dla roślin jednoliściennych to szarobrunatne lub chlorotyczne smugi pomiędzy unerwieniem liści oraz wykruszanie się nekrotycznej tkanki. Pierwsze oznaki niedoboru manganu występują u nasady liści.

U roślin dwuliściennych typowym objawem niedoboru manganu jest chloroza na najmłodszych liściach w postaci siateczki zielonych nerwów na jasnym żółtawym tle oraz brunatne cętki na starszych liściach i łodygach. Natomiast specyficzne wizualne objawy niedoboru manganu to:

• żółte plamy na młodych liściach;

• zwijanie się w górę obrzeży liści;

• powstawanie dziur w liściach.

Jedno dokarmianie nie wystarczy

Dokarmianie dolistne mikroskładnikami nie powinno się ograniczać do jednego zabiegu, szczególnie jeśli rolnik nastawiony jest na intensywną produkcję. Dolistne zabiegi mikroelementowe najlepiej rozpocząć od końca krzewienia zbóż, a zakończyć w fazie kłoszenia. Można je połączyć również z dolistnym stosowaniem magnezu oraz mocznika.

Niezwykle istotnym warunkiem dobrego wykorzystania mikroelementów dostarczanych dolistnie jest stan pogody w czasie wykonywania zabiegu. W miarę możliwości należy wybierać dzień bezwietrzny i temperaturę w zakresie 10-20°C. W zbyt wysokiej temperaturze dolistne opryski niektórymi nawozami prowadzą do poparzeń i powstawania nekroz zmniejszających w rezultacie powierzchnię asymilacyjną. Z tego powodu stężenie roztworów musi być niskie, a najbardziej korzystny moment stosowania przypada na późne popołudnie i wieczór, ze względu na naturalny wzrost turgoru liścia prowadzący do zwiększonego uwodnienia blaszki liściowej.

Roślina dobrze odżywiona mikroskładnikami uruchamia określone mechanizmy, które zwiększają jej odporność na choroby. Dlatego termin aplikacji mikroskładników w zbożach powinien być tak dobrany, aby uwzględnić potencjalne warunki porażenia i podatność zbóż na atak patogenów. Większa reakcja obronna rośliny jest m.in. wynikiem lepszego wykształcenia tkanek mechanicznych, a także budowy mechanizmów odpornościowych warunkowanych dobrym odżywieniem potasem, wapniem, żelazem, manganem i miedzią.

Stosowanie mikroskładników w formie nawozów dolistnych w zbożach nabiera większego znaczenia w sytuacji, gdy poziom zakładanego plonu znacznie przewyższa średnią krajową i jest zbliżony do wielkości potencjalnej. Mając na względzie znaczenie mikroelementów, termin ich aplikacji w technologii nawożenia zbóż powinien być tak dobrany, aby uwzględnił potencjalne warunki porażenia i podatność zbóż na atak patogenów.

Rezerwy raczej wyczerpane

W gospodarstwach ograniczających się wyłącznie do produkcji roślinnej mogą wystąpić niedobory innych mikroelementów, np. cynk, miedź i żelazo. Znaczenie tych składników wzrasta dodatkowo w suchych latach, szczególnie przy wystąpieniu suszy w fazie dojrzewania, bo następuje ograniczenie pobierania miedzi i żelaza.

Żelazo stymuluje syntezę lignin, na skutek czego wzmacnia tkanki mechaniczne. Miedź uczestniczy w procesie syntezy lignin i tym samym chroni rośliny w fazie dojrzewania przed patogenami. Natomiast cynk wpływa na produkcję auksyn, przez co wpływa na rozwój systemu korzeniowego, a tym samym zwiększa pobieranie wody i składników pokarmowych oraz kontroluje gospodarkę azotową roślin. 

prof. Renata Gaj

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

fot. Dreczka

Tekst ukazał się w wydaniu 04/2020 miesięcznika „Nowoczesna Uprawa”

Niezbędne w procesach przemian

Udział mikroskładników w strukturze enzymów polega na tym, że pierwiastki te tworzą mniej lub bardziej trwałe wiązania z cząsteczką białka enzymatycznego. W tej grupie znajdują się np. enzymy włączone w metabolizm azotowy, np. nitrogenaza zawierająca żelazo i molibden oraz reduktaza azotanowa zawierająca molibden i kobalt. Biochemiczne funkcje molibdenu i żelaza w metabolizmie azotowym roślin ściśle się łączą z biologicznym wiązaniem azotu cząsteczkowego oraz redukcją azotanów, czyli procesami zapoczątkowującymi włączenie nieorganicznego azotu (N2 i NO3–  ) w obieg biologiczny.

Wpływ niektórych mikroelementów na metabolizm azotowy jest pośredni, np. cynku i boru na zawartość kwasów nukleinowych oraz cynku i molibdenu na gospodarkę fosforową w roślinie. Jednym z następstw niedoboru cynku w roślinach jest zmniejszenie zawartości substancji białkowych oraz podwyższenie ilości wolnych aminokwasów i amidów.

Uzupełnić, ale nie przedobrzyć

Prawdopodobieństwo wystąpienia niedoboru miedzi jest szczególnie duże na glebach organicznych, lekkich i piaszczystych. Wrażliwość roślin na niedobór miedzi jest zróżnicowana, ale najczęściej występuje poniżej zawartości 4-5 mg/kg gleby. Wartość ta jednak zmienia się w zależności od obecności innych jonów (interakcje) oraz pozostaje pod wpływem różnych czynników, np. gleba, klimat. Interakcje o znaczeniu fizjologicznym dotyczą najczęściej następujących składników: Cu-Fe i Cu-Zn. Nadmiar miedzi ogranicza pobieranie obu metali, a w przypadku żelaza powoduje wtórną chlorozę.

Złożona współzależność zachodzi pomiędzy Cu-Mo i związana jest z metabolizmem związków azotowych (redukcją NO3–  ). W roślinach korzystających z azotu azotanowego miedź powoduje objawy niedoboru molibdenu. Istotną rolę spełnia antagonizm między miedzią a fosforem i wapniem, który praktycznie wykorzystywany jest do likwidacji toksycznych skutków nadmiaru miedzi w glebach.