ZNAČAJ ISHRANE BILJA U POLJOPRIVREDNOJ PROIZVODNJI U NAVODNJAVANJU: osnove ishrane bilja, makro i mikroelementi, plodnost tla, aktualni problemi u ishrani bilja, mjere popravke tla, učinci u praksi

PROJEKT IRRI – PROJEKT NAVODNJAVANJA

Prof.dr.sc. Vlado Kovačević; dr.sc. Marko Josipović

Istraživanjima je ustanovljeno da biljke trebaju za život ukupno 16 kemijskih elemenata (zovu se još i biogeni elementi). Neki su potrebni u većoj, a neki u manjoj količini, pa je na osnovu toga načinjena podjela hraniva na makroelemente i mikroelemente.

Biljka za normalan rast i razvoj u poljskim uvjetima treba odgovarajuće agroekološke uvjete:

vodu, svjetlost, toplinu, mineralne i organske tvari, tlo određenih fizikalnih, kemijskih i bioloških svojstava.

Za svoju ishranu biljke koriste mineralne i organske tvari iz tla koja se zajednički zovu biljna hraniva.

Podjela i predstavnici biogenih elemenataMakrelementi (potrebni u velikim količinama: sadržaj u živoj tvari iznad 0.1%

Mikroelementi (potrebni u malim količinama: sadržaj u živoj tvari od 0.0001 do 0.1% )

UGLJIK C (carbon) BOR B (boron)KISIK O (oxigen) MANGAN Mn (manganese)VODIK H (hydrogen) CINK Zn (zinc)DUŠIK N (nitrogen) BAKAR Cu (cuprum)FOSFOR P (phosphorus) MOLIBDEN Mo (molybdenum)KALIJ K (kalium) KLOR Cl (chlorum)SUMPOR S (sulphur)KALCIJ Ca (calcium)MAGNEZIJ Mg (magnesium)ŽELJEZO Fe (ferum; iron)

Ova podjela je samo na osnovu količine potrebnog određenog elementa, a ne prema njihovom značenju.

Svi su jednako značajni, jer bez samo jednoga od njih nema normalnog razvoja biljaka.

Organska atvar je pretežno sastavljena od tri organska elementa - kisika, ugljika i vodika – koji čine preko 90% biljne suhe tvari i oko 80% suhe tvari u ljudskom organizmu

Elementarni sastav organske tvari

Sadržaj makroelemenata (Epstein, 1972): postotak u suhoj tvari

O C H N P K S Ca Mg FeKukuruz 44.4 43.6 6.24 1.46 0.20 0.92 0.17 0.23 0.18 0.080

Čovjek 14.6 56.00 7.46 9.33 3.11 1.09 0.78 4.67 0.16 0.012

Sadržaj mikroelemenata (istraživanja na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku)

Kukuruz Mn, Zn: < 50 mg/kg ( < 0.005% )B, Mo, Cu: < 10 mg/kg ( 0.001% )

Tlo kao izvor biljnih hraniva

Tla se međusobno razlikuju u nizu svojstava pa po toj osnovi su manje ili više povoljna za uzgoj određenih poljoprivrednih kultura tj. imaju veću ili manju plodnost što znači da se uz istu agrotehniku i vremenske prilike na različitim tlima dobiju i različiti prinosi.

Tlo se sastoji od: krute faze, tekuće faze, plinovite faze žive faze (makro i mikroorganizmi).

Također, količina vode koju tlo može zadržati značajno ovisi o aktivnoj frakciji tla.

Kruta faza tla: oko 50% volumena, od čega na neorganski dio otpada oko 95%, a na organski dio oko 5%.

Neorganski dio krute faze tla čine: primarni minerali (pijesak i prah) sekundarni minerali (glina).

Sekundarni minerali gline zajedno s organskom tvari čine aktivnu frakciju tla, koja u velikoj mjeri određuje količinu i pristupačnost pojedinih hraniva.

Živa faza tla: otprilike oko 5 t/ha = živi organizmi (bakterije, gljive, alge, nematode, gliste i dr.

Tekuća faza tla: oko 25% volumena = vodena otopina soli i plinova

Plinovita faza tla: oko 25% volumena 20,0% kisika (O2), 78.6% elementarnog dušika (N2), 0,5% ugljičnog dioksida (CO2) i dr.

U atmosferi je taj sadržaj 21,0 O2, 78,03% N2 i 0,03% CO2.

Demobilzacija (fiksacija) = procesi u kojima se povećava udjel manje pristupačne ili nepristupačne frakcije.

Hraniva u tlu su podložna različitim procesima i sukladno tome mijenja se omjer dijela hraniva koja su: raspoloživa za bijlke (vodotopivi i izmjenivi oblik) u rezervi (slabo ili teško pokretni ili nepristupačni oblik).

Mobilizacija hraniva predstavlja procese u kojima se povećavaju količine pristupačne frakcije,

Sadržaj biogenih elemenata u biljkama

Kemijskim analizama tla i biljnog materijala može se ustanoviti stupanj opskrbljenosti tla i biljke hranivima i odgovarajućom gnojidbom sanirati stanje i povećati prinose.

Sadržaj biogenih elemenata u biljkama je različit, a ovisi o biljnoj vrsti, svojstvima tla, agrotehnici i vremenskim prilikama.

Pojedini dijelovi biljke, kao i isti dijelovi biljke u različitim fazama ravoja sadrže također različite koncentracije pojedinih elemenata.

Nedovoljan sadržaj jednoga ili više hraniva postaje faktor ograničenja prinosa.

Stupanj opskrbe biogenim elementima i granične vrijednosti (Finck, 1969)

A B C D EAkutni manjak

(simptomi nedostatka)

Prikriveni manjak(nema simptoma)

Dobraopskrbljenost

Luksuznaopskrba

Ekstremni višak

(toksičan učinak)

Granično područjesimptoma

Graničnopodručjeprinosa

Graničnopodručjeotrovnosti

Ekstremni višak:(otrovnost)

Javljaju s esimptomi viška ishrane određenim elementom, prinos i kvaliteta prinosa niski.

Akutni manjak:javljaju se simptomi nedostatka specifični za svaki biogeni element, slab početni porast biljaka; gnojidba elementom u deficitu normalizira stanje biljaka i prinos

Prikriveni manjak:

ne postoje simptomi, biljke su normalnog izgleda, ali gnojidbom se povećava prinos i kvaliteta prinosa

Dobra opskrba:

ne postoje simptomi, biljke su normalnog izgleda, gnojidbom se povećava samo kvaliteta prinosa dok prinos ostaje na istoj razini kao i bez gnojidbe

Luksuzna opskrba:

Nema simptoma prekomjerne opskrbe određenim elementom, kvaliteta prinosa je slaba, a gnojidbom prinos opada

DUŠIK

Atmosfera je bogata dušikom ( 78%), ali u elementarnom obliku (N2) nije pristupačan biljkama.Da bi bio pristupačan dušik se mora pretvoriti u mineralni oblik (nitratni: NO3) i amonijačni (NH4

+).

Dušik u tlu nalazi se u organskom obliku (kemijski vezan u organskoj tvari) i anorganskom obliku (nitratni i amonijačni oblik). Tlo sadrži od 0,1 do 0,3% dušika, ali je samo oko 5% te količine na raspolaganju bijkama (pristupačni oblici). Najveći dio rezervi dušika u tlu vezan je u organskoj tvari (humusu). Zato tla bogata humusom imaju i više dušika. Obzirom na činjenicu da su potrebe biljaka za dušikom velike, a pristupačne zalihe skromne, u intenzivoj biljnoj proizvodnji je dodavanje dušika gnojidbom redovita agrotehnička mjera.

Razgradnjom organske tvari se povećavaju količine biljkama pristupačnog dušika, a u kolikoj mjeri će ovaj proces biti izraže ovisi o klimi određenog područja (količina oborina, temperatura), svojstvima tla (npr reakcija tla ili pH i dr.), Dio toga dušika uzima biljka putem korijena, a dio se gubi ispiranjem vodom, hlapljenjem (volatizacija) ili se ugrađuje u mikroorganizme tla koji se hrane dušikom.

Simptomi nedostatka dušika se lako prepoznaju. Bijlke su nžeg rasta, blijedozelene do žute boje, Kod pšenice je slabo busanje ili izostaje, klas je sitan s malim brojem cvjetova, a u konačnici s malim brojem zrna koja su štura i sitna.

Suha tvar biljaka sadrži između 2 i 4% dušika. Nedostatak dušika se najviše od svih elemenata manifestira nižim rastom i smanjenjem prinosa.

Višak dušika manifestira se bujnim porastom vegetativne mase, intenzivnom zelenom do tamnozelenom bojom i usporenijim tijekom vegetacijei osjetljivosti na infekcije bolestima, te sklonosti polijeganju.

Tlo i biljke u takvim uvjetima imaju višak nitrata koji je opasan za zdravlje ljudi i životinja.

Nitrati se ispiru u vodotoke i onečišćavaju životnu sredinu, unose se u životinski i ljudski organizam hranom i izazivaju opasne poremećaje u metabolizmu (stvaranje kancerogenih nitrosamina u probavnom traktu).

FOSFOR

Sadražaj P u tlu varira od 0.02 do 0.15%, a pnastaje razgradnjom matičnih stijena prilikom formiranja tla (pedogeneza). Veći dio te količine je u mineralnom obliku (40-80%), a udjel organskog fosfora (vezanog u organskoj tvari tla, uključujući i mikroorganizme) u tlu je od 20 do 60% od ukupnog

Ostale frakcije P su biljkama nepristupačne.Koncentracije P u biljkama su obično u rasponu 0.1 do 0.5%.

Postoje tri frakcije mineralnog P u tlu: fosfor topiv u vodi (vodotopiva frakPostojecija), fosfor topiv u kiselinama, fosfor topiv u lužnatim otopinama i teško topivi fosfor.

Vodotopive frakcije fosfora ima najmanje (obično ispod 1 kg P/ha). Frakcija P topiva u kiselinama dijeli se na podfrakciju topivu u slabim kiselinama i frakciju topivu u jakim kiselinama. Prva podfrakcija je biljkama pristupačna (najčešće se određuje ekstrakcijom u otopini amonijevog-acetat laktata ( AL otopina = AL-topivi fosfor).

Nedostatak P u biljkama je česta pojava, a izraženija je na kiselim tlima.

Korijenov sustav takvih biljaka je slabo razvijen, kasni cvatnja i zrioba, prinos i kvaliteta prinosa su niski.Tamnozelena boja lišća uz crvenkastu ili violetnu nijansu je tipičan znak akutnog nedostatka P.

Hladno i vlažno vrijeme u proljeće može izazvati prolazne simptome nedostatka P kod npr. pšenice, ili kukuruza u ranom porastu, jer primanje P u biljku značajno opada sa snižavanjem temperature okoline.

Višak fosfora u biljkama je rijetka pojava. Usporen porast, tamnomrke pjege na lišću i ubrzani rast i razvoj biljaka (skraćivanje vegetacije) često su u vezi s viškom P.

U kiseloj sredini je pristupačnost P manja jer se biljkama pristupačna frakcija fosfora većim dijelom prelazi u manje pristupačnu ili nepristupačnu frakciju vezivanjem za ione aluminija i željeza (stvaranje fosfata alumija i željeza) = fiksacija fosfora.

Također, u karbonatnim tlima se dio pristupačnog fosfora veže u teško topive i netopive kalcijeve fosfate.

KALIJ

Samo prve dvije frakcije (vodotopivi i izmjenjivi K) su na raspolaganju biljkama, dok se fiksirani K u unutrašnjosti minerala gline sporo ili nikako ne ulazi i izmjenjivu frakciju.

Sadržaj kalija u tlu je visok ( obično u rasponu od 0.2 do 3.0%), ali je samo manji dio pristupačan biljkama.

Postoji nekoliko frakcija K u tlu koja se razlikuje u njegovoj pristupačnosti za biljke: kalij u vodenoj otopini tla izmjenjivi K (vezan na površini minerala gline) kalij fiksiran (vezan) u unutrašnjosti minerala gline ili kemijski vezan u spojevima

Kalij je uz dušik najzastupljeniji biogeni element u biljkama i obično ga treba u intenzivnoj biljnoj proizvodnji redovito dodavati gnojidbom.

U našim uvjetima ustanovljen je nedostatak kalija na ritskim crnicama županjske brodske i novogradiške Posavine

Višak kalija rijetka je pojava jer su biljke tolerantne na visoke koncentracije K. Višak K može izazvati probleme i primanju dušika (amonijski oblik), kalcija i magnezija.

Sušenje listova od ruba prema sredini (rubna nekroza listova), slab porast, mali i nedovršen klip i polijeganje na kraju vegetacije, simptomi su nedostatka kalija u kukuruzu. Slični su i simptomi kod pšenice. Simptomi nedostatka bK javljaju se prvo na starijem lišću. Otpornost biljaka prema suši je značajno smanjena u uvjetima nedostatka kalija.

KALCIJ

Ukupna količina kalcija (Ca) u tlu je u rasponu od 0.1 do 1.2%. Glinovita tla u pravilu imaju više Ca od pjeskovitih. U plodnim tlima udjel Ca vezanog adsorpcijom (zamjenjivi kalcij) treba iznositi 50-80% od ukupnih zamjenjivik kationa (K, Mg i dr.).

U vlažnoj klimi, te u kiselim i laganim (pjeskovita tla) tlima je naglašen gubitak kalcija iz tla ispiranjem. Tako u vlažnoj (humidnoj) klimi može se godišnje izgubiti ispiranjem od 100 do čak 600 kg/ha Ca.

Obzirom da je kalcij u biljci slabo pokretan, nedostatak se prvo javlja u mlađim dijelovima (npr. listovi na vrhu biljke). Listovi su nitasti i savijeni (ufrkani), kasnije se suše uslijed gubitka vode. Na plodvima jabuke javaljaju se “gorke pjege”. U intenzivnom uzgoju rajčice i paprike javlja se “vršna trulež” plodova

MAGNEZIJ

Količina Mg u tlu varira od 0.05% (lagana pjeskovita tla) do 0.50% (teža glinasta tla).

Tla tipa černozem, smeđe tlo i aluvijalna tla (nanosti uz riječne tokove) obično su bogata magnezijem.

Kao i kod kalcija i kalija, postoje i različite frakcije Mg u tlu, koje se razlikuju u pristupačnosti za biljke.

Višak biljkama pristupačnog Mg može ometati primanje kalija i kalcija u biljke (antagonizam). Ova pojava je evidentirana na ritskim crnicama Posavine.

Biljke obično sadrže između 0.1 i 0.5 % Mg u suhoj tvari. Mg je dobro pokretan u biljci pa se simptomi nedostatka javljaju prvo na starijem lišću.

Međužilna kloroza (žućenje dijelova lista između žila, dok žile ostaju zelene) je tipičan znak nedostatka Mg u biljkama, a u kasnijoj fazi slijedi nekroza (posmeđenje i sušenje).

Kod vinove loze je tipično za nedostatak Mg pojava kloroze koja se po listu prstoliko širi među žilama prema peteljci, a kasnije se javlja “ukočenost peteljke”.

Višak Mg rijetko se javlja, a stvara problem u ishrani biljaka kalijem i kalcijem.

NEDOSTATAK CINKA U SJEMENSKOM KUKURUZU – OPZ LOVAS

NEDOSTATK CINKA NA POLJOPRIVREDNOM INSTITUTU OSIJEK

Nedostatak cinka u kukuruzuStanje usjeva kukuruza nakon folijarne prihrane 0.5% topinom cinkovog sulfata

Pokusno polje Poljoprivrednog instituta Osijek

MJERE POPRAVKE TLA – GNOJIDBA I KALCIZACIJA

Uloga kalcija u tlu: Ca ima značajne uloge u tlu kojima uglavnom povećava njegovu plodnost

♦ biljno je hranivo ♦ neutralizira kiselost ♦ smanjuje mobilnost Fe, Al, Mn, koji u većim količinama štete biljkama ♦ popravlja strukturu tla jer ima ulogu koagulacije koloida ♦ neutralizira huminske kiseline stvaranjem njihovih soli (Ca-humati), što je preduvjet stabilne strukturne agregate u vodenoj otopini ♦ stimulira biokomponentu tla, a time i razgradnju organske tvari ♦ mobilizira većinu ostalih hraniva s adsorpcijskog kompleksa ♦ blokira pristupačnost mikroelemenata (osim molibdena) = negativni učinci za plodnost tla ♦ blokada pristupačnosti određenih elemenata ima i pozitivne učinke, ako je riječ o blokadi primanja štetnih teškim metala (npr. kadmij i dr.)

♦ Iznošenje kulturama gubici kalcija iznošenjem od strane kultura obično oko 50 kg CaO/ha,

ali mogu biti i veći – nekoliko stotina kg/god.

Dinamika kalcija u tlu:

kalcij u tlu podložan je promjenama stanja koja idu u pravcu povećanja ili smanjivanja njegovog sadržaja

♦ Ispiranje Ca stvaranjem mobilnog (podložan ispiranju) Ca-hidrokarbonata. Prvo spajanjem CO2 i vode nastaje ugljična kiselina (H2CO3). Ona se raspada na H + i HCO3

- i nastaje vezivanjem s kalcijem CaHCO3 ili kalcijev hidrokarbonat.Ovaj proces je izražen na lakšim tlima i u vlažnom klimatu.

Iznošenje prinosomCaO kg/god.

Pšenica 18Zob, raž 20Ječam 26Krumpir 40Lucerna 300Lupina 180Kupus 350

Utjecaj kiselosti na biljkeNajštetniji utjecaj kiselosti na biljke ne proizlazi od vodikovih nego od iona aluminja.Toksično djelovanje aluminija: ♦ skraćivanje i zadebljanje korijena, slabije grananje i gubitak prirodne boje (posmeđenje), ♦ akumuliran u korijenu teško translocira – posljedice: fiziološke i biokemijske promjene ♦ manja propusnost membrane ♦ taloženje Al u stijenkama → inaktivacija na površini korijena ♦ slabija apsorpcija hraniva

Razlike u toleranciji na kiselost i alumini♦ naročito su osjetljive mlade biljke, odmah nakon klijanja, a obično zbog manjka P♦ biljke se razlikuju u toleranciji na kiselost ♦ raž i krumpir su visoko tolerantne

Vrijeme izvođenja: u svako doba, ali ne na mokro tlo ili snijeg. Najpogodnije je ljeto- nakon žetve (gaženje, miješanje s tlom u više faza), dovoljno je vremena za ublažavanje stresa biljaka. Do sjetve ≈ mjesec dana, lucerna 6 mjeseci. Travnjaci: jesen-zima.

Količine materijala za kalcizaciju: najbolje ih je odrediti na osnovu odgovarajuće analiza tla. Kalcit (vapno, kalcijev karbonat) se koristi uglavnom u količinama od 5-10 t/ha

Izvođenje kalcizacijePreporuka je kalcizaciju izvoditi za vrijeme sušnih mjeseci u

ljeto. Potrebno je kalcizaciju obaviti samostalno, odvojeno od gnojidbe stajskim gnojem, dušikom i fosforom, jer se u protivnom povećava fiksacija, osobito fosfora.

Odnos kalcizacije i druge gnojidbe

U načelu odvojiti zahvate, posebno ako se koriste vrlo aktivna vapnena gnojiva.

Oranica: organska gnojidba (stajski gnoj), kalcizaciju obaviti nakon 3-4 tjedna ukoliko je bilo oborina. CO2 uvjetuje mobilnost Ca, nastaju huminske kiseline, Ca-humati i blagi humus.

Manje količine vapnenca: može miješanje sa stajskim gnojem, npr.100 kg vapnenca na 1 t stajskog gnoja.

Inače, vapno uzrokuje gubitak dušika. Zato, N-gnojiva, gnojnica, gnojovka sa odvojeno od kalcizacije

Gnojidba dušikom obavlja se u više navrata. Tako se za pšenicu jedna trećina do jedna polovina planirane količine zaore prije sjetve, a ostatak doda u dvije prihrane (busanje i vlatanje).

Gnojidba dušikom

Ovisno o obliku dušika u dušičnim spojevima, postoje sljedeća dušična mineralna gnojiva: nitratna, amonijska, amonijsko-nitratna (kalcijskoamonijski nitrat ili KAN) i amidna (urea).

Svi oblici dušika u tlu se u konačnici pretvaraju u nitratni oblik (NO3). On je podložan ispiranju ako ga ne usvoje biljke ili mikroorganizmi. U uvjetima bez kisika postupkom denitrifikacije prelaze u elementarni dušik i odlazi u atmosferu

Amidni oblik (NH2) dušika iz uree se pretvara u amonijačni oblik (NH4). Dio toga dušika se ispari iz tla (volatizacija) pa je ure preporučljivo unjieti u tlo, ne ostavljati na suncu i vjetru.

Kalij je sklon adsorpciji na koloide tla (sekundarni minerali gline – kaolinit, montmorilonit i ilit) i na humusne koloide.

Gnojidba fosforom i kalijemGnojidba s P i K za ratarske kulture se obavlja do sjetve obično

u jednome prohodu.

Fosfati su slabo pokretni u tlu. Zato, je preporuka unošenje gnojiva u sve slojeve – prije oranja ( osnovna gnojidba, pred sjetvu (dopunska gnojidba ) i sa sjetvom ( "startna" gnojidba – lokalno, u trake 5 cm bočne udaljenosti od reda sjetve i 5 cm dublje od dubine polaganja sjemena). Startna gnojidba - samo ako je tlo slabo opskrbljeno hranivima i sklono fiksaciji.

Pojedine kulture su osjetljive na kloride ili im se pogoršava kvaliteta proizvoda, pa se prakticira za njih gnojidba sulfatnim oblikom kalija

(npr. duhan, krumpir, loza, paprika, hmelj, većina voćaka).

Pokus kalcizacije dolomitom (svibanj 2003.) – Badljevina (općina Pakrac):Izgled kukuruza 30. 08. 2005. (lijevo = kontrola; desno = 15 t dolomita/ha)

15t/ha 10t/ha 5 t/ha 0 t/ha

Količina klipa kukuruza s dva obrana reda dužine 10 m (2005. g)

Gnojidba ostalim elementima nije redovita agriotehnička mjera zbog činjenice da je njihov nedostatak rijetka pojava.

Gnojidba ostalim biogenim elementima

U većini slučajeva ta gnojiva primjenjuju se folijarno (preko lista) prskanjem odgovarajućim otopinama. Pri tome treba paziti da koncentracije ne budu toksične za biljke. Tako se za nedostatak cinka u kukuruzu primjenjuje 0,5% otopina cinkovog sulfata.

Hvala na pozornosti !