of 453 /453
[Type text] [Type text] [Type text]

[Type text] [Type text] [Type text] - Pedologija

  • Upload
    others

  • View
    22

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of [Type text] [Type text] [Type text] - Pedologija

Page 1: [Type text] [Type text] [Type text] - Pedologija

[Type text] [Type text] [Type text]

[Type text] [Type text] [Type text]

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

POLJOPRIVREDNI FAKULTET U OSIJEKU

Vladimir VukadinovićVesna Vukadinović

ISHRANA BILJA

Osijek 2011

[Type text] [Type text] [Type text]

Dr sc Vladimir VukadinovićRed prof Ishrane bilja Poljoprivredni fakultet u OsijekuDr sc Vesna VukadinovićDoc Vrednovanja zemljišnih resursa Poljoprivredni fakultet u Osijeku

ISHRANA BILJAIII izmijenjeno i dopunjeno izdanje

Nakladnik Poljoprivredni fakultet u Osijeku

RecenzentiProf dr sc Blaženka Bertić red prof Fertilizacije Poljoprivredni fakultet u OsijekuProf dr sc Zdenko Rengel akademik HAZU Plant Nutrition Sveučilište zapadne

Australije PerthProf dr sc Rudolf Kastori akademik VANU i MTA Fiziologija biljaka Poljoprivredni

fakultet Novi SadProf dr sc Dragan Amić red prof Kemije Poljoprivredni fakultet u OsijekuProf dr sc Milan Poljak red prof Fiziologije bilja Agronomski fakultet ZagrebDr sc Miranda Šeput nasl doc Hrvatski centar za poljoprivredu hranu i selo ZagrebIvan Gašpar dipl inž savjetnik tvornice mineralnih gnojiva ldquoPetrokemijardquo dd Kutina

Lektor Ksenija Budija profGrafičko oblikovanje i kompjutorski prijelom Igor Plac i Vladimir Vukadinović

Tisak Zebra VinkovciNaklada 500 primjeraka

Na temelju članka 52 stavka 1 podstavka 11 Statuta Sveučilišta JJ Strossmayera uOsijeku i sukladno članku 22 Pravilnika o izdavačkoj djelatnosti Sveučilišta JJStrossmayera u Osijeku a na prijedlog Sveučilišnog odbora za izdavačku djelatnost od12122011 god Senat Sveučilišta JJ Strossmayera u Osijeku je na sjednici Senataodržanoj 16 siječnja 2012 dao suglasnost (broj 4811) za izdavanje udžbenika podnazivom bdquoIshrana biljaldquo autora prof dr sc Vladimira Vukadinovića i doc dr sc VesneVukadinović na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Dana je i suglasnost o upotrebiamblema Sveučilišta JJ Strossmayera u Osijeku koji mora biti otisnut na pogodnommjestu na prednjoj korici udžbenika

Tiskanje ove knjige financijski su potpomogli1 Hrvatski centar za poljoprivredu hranu i selo Zagreb2 Tvornica šećera doo Osijek3 Osječko-baranjska županija4 Agrokor Trgovina dd Zagreb5 Sladorana dd Županja6 AM Agro doo Petrijevci7 Poljoprivredni centar doo Veliškovci

CIP zapis dostupan u računalnom katalogu Gradske i sveučilišne knjižnica Osijek podbrojem 130318081 ISBN 978-953-6331-24-1

[Type text] [Type text] [Type text]

Sadržaj

1 UVOD U ISHRANU BILJA111 BILJEŠKA O AUTORIMA 312 POVIJEST ISHRANE BILJA 4

2 ELEMENTI BILJNE ISHRANE 721 PODJELA HRANJIVIH TVARI 722 PRAVILA ZA UTVRĐIVANJE NEOPHODNOSTI ELEMENATA BILJNE ISHRANE 9

3 TLO KAO SUPSTRAT BILJNE ISHRANE 1331 SASTAV TLA 1332 KOLOIDNA SVOJSTVA TLA 20

4 AGROKEMIJSKA SVOJSTVA TLA I NJEGOVA PLODNOST 2541 PROCJENA ZEMLJIIŠNE POGODNOSTI 26

411 Model procjene pogodnosti zemljišta za trajne nasade37412 Model procjene pogodnosti zemljišta za obradu40

42 TIPOVI TLA44421 Osnove hrvatske klasifikacije tala44422 Sirozem (Regosol)46423 Koluvijalno tlo (Koluvium) 47424 Černozem 48425 Eutrično smeđe tlo (Eutrični kambisol)49426 Crvenica (Terra rosa) 50427 Lesivirano tlo (Luvisol) 51428 Rigolano tlo (Rigosol)52429 Pseudoglej 534210 Aluvijalno (fluvijalno) tlo - Fluvisol 544211 Fluvijativno livadsko tlo (Humofluvisol Semiglej) 554212 Ritska crnica (humoglej) 554213 Močvarno glejno tlo (euglej) 56

43 DUBINA TLA5844 TEKSTURA I STRUKTURA TLA 6045 PH-VRIJEDNOST REAKCIJE TLA65

451 Aktualna pH-reakcija 70452 Izmjenjiva ili supstitucijska pH-reakcija tla 71453 Hidrolitička kiselost tla 72

46 ORGANSKA TVAR TLA - HUMUS7647 VODA U TLU 83

471 Gravitacijska voda 87472 Kapilarna voda 88473 Higroskopna voda 88474 Kemijski vezana voda88475 Raspoloživost vode89

48 TEMPERATURA TLA 9149 ZASLANJENOST I ALKALIČNOST TLA 93410 SADRŽAJ ŠTETNIH TVARI U TLU97411 SORPCIJA IONA U TLU I NJEN ZNAČAJ 103

IV

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

412 OBLICI HRANJIVIH TVARI U TLU 1094121 Pokretljive hranjive tvari 1104122 Dinamika hraniva u tlu 112

413 POTENCIJAL HRANIVA 1145 USVAJANJE HRANIVA 119

51 KINETIKA DIFUZIJE 12052 PASIVNO USVAJANJE HRANIVA 122

521 Gibbs Donnanova ravnoteža 12353 AKTIVNO USVAJANJE HRANIVA 12854 USVAJANJE VODE 13955 USVAJANJE HRANIVA LISTOM 14356 SADRŽAJ MINERALNIH TVARI U BILJKAMA 14557 PROMJENA SADRŽAJA ELEMENATA U BILJKAMA14658 OPSKRBLJENOST BILJAKA MINERALNIM TVARIMA 14859 SIMPTOMI NEDOSTATKA I SUVIŠKA ELEMENATA ISHRANE 149

591 Opći simptomi nedostatka 152592 Ključ za determinaciju nedostatka hraniva prema simptomima154593 Antagonizam i sinergizam elemenata ishrane 159

6 MAKROELEMENTI 16161 DUŠIK 161

611 Dušik u tlu161612 Podrijetlo dušika u tlu 163613 Nesimbiozna fiksacija dušika 164614 Simbiozna fiksacija dušika165615 Mineralizacija dušika u tlu 166(sivo označena polja sadrže unaprijed postavljene vrijednosti)172616 Gubici dušika iz tla 173617 Dušik u biljkama174

62 SUMPOR 181621 Sumpor u tlu 182622 Sumpor u biljkama 183623 Nedostatak i suvišak sumpora 185

63 FOSFOR 186631 Fosfor u tlu 186632 Fosfor u biljkama 189633 Nedostatak i suvišak fosfora 192

64 KALIJ 193641 Kalij u tlu193642 Kalij u biljkama196643 Nedostatak i suvišak kalija 198

65 KALCIJ198651 Kalcij u tlu 199652 Kalcij u biljkama 205653 Nedostatak i suvišak kalcija 207

66 MAGNEZIJ 207661 Magnezij u tlu 208662 Magnezij u biljkama 208663 Nedostatak i suvišak magnezija 210

V

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

7 MIKROELEMENTI 21371 ŽELJEZO 21472 MANGAN 21973 BOR 22074 CINK 22475 BAKAR 22676 MOLIBDEN 22777 KLOR 22878 NIKAL 229

8 KORISNI ELEMENTI (BENEFICIJALNI ELEMENTI) 23181 KOBALT 23182 NATRIJ 23183 SILICIJ 23284 SELEN 23385 ALUMINIJ 23486 VANADIJ JOD TITAN LANTAN I CER 235

9 ZNAČAJ MAKRO I MIKROELEMENATA U ISHRANI LJUDI 23791 KALCIJ (CA) 23792 FOSFOR (P) 23893 KALIJ (K) 23894 NATRIJ (NA) 23895 KLOR (CL) 23996 SUMPOR (S) 23997 MAGNEZIJ (MG) 23998 ŽELJEZO (FE) 24099 CINK (ZN) 240910 BAKAR (CU) 241911 MOLIBDEN (MO) 241912 SELEN (SE) 242913 JOD (I) 242914 MANGAN (MN) 242915 KOBALT (CO) 243916 ULTRAMIKROELEMENTI 243

9161 Krom (Cr) 2439162 Vanadij (V) 2449163 Fluor (F) 2449164 Kositar (Sn) 2449165 Germanij (Ge) 2449166 Stroncij (Sr) 2449167 Cezij (Cs) 2459168 Arsen (As) 2459169 Litij (Li) 245

917 OTROVNI TEŠKI METALI 24510 GNOJIVA 247

101 MINERALNA GNOJIVA 2471011 Podjela mineralnih gnojiva 2471012 Kakvoća mineralnih gnojiva 250

102 DUŠIČNA GNOJIVA 254

VI

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1021 Amonijev sulfat (NH4)2SO42541022 Amonijev nitrat (AN) NH4NO3 2551023 Vapnenasto amonijev nitrat (KAN) NH4NO3 + CaCO32551024 Natrijev nitrat (čilska salitra) NaNO32561025 Kalcijev nitrat (norveška salitra) Ca(NO3)2 2561026 Amonijev klorid NH4Cl 2571027 Amonijeve soli karbonatne kiseline 2571028 Urea CO(NH2)2 2581029 Kalcijev cijanamid CaCN2259

103 TEKUĆA N I NPK GNOJIVA260104 SPORODJELUJUĆA N-GNOJIVA262105 FOSFORNA GNOJIVA 264

1051 Mljeveni sirovi fosfati 2661052 Fosforitno brašno2661053 Primarni kalcijevi fosfati 2671054 Sekundarni kalcijevi fosfati 268

106 KALIJEVA GNOJIVA 2691061 Kalijev klorid 2701062 Kalijev sulfat 270

107 SLOŽENA MINERALNA GNOJIVA 2711071 Kompleksna gnojiva2711072 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s HNO3 2731073 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s H2SO4 2741074 Miješana gnojiva2761075 Sporodjelujuća kompleksna gnojiva 2761076 Antagonizam gnojiva277

108 MIKROGNOJIVA279109 KRISTALONI2811010 ORGANSKA I PRIRODNA GNOJIVA282

10101 Stajnjak 28210102 Tekući i polutekući stajnjak (gnojnica i gnojovka) 28610103 Guano 28810104 Gradski otpad28810105 Zelena gnojidba (sideracija) i pokrovni usjevi 28810106 Komposti29010107 Zemljišni crvi i vermikomposti 29210108 Bihugnoj 293

1011 VODENE KULTURE (HIDROPONI) I HRANJIVE OTOPINE 2941012 KONDICIONERI TLA 2971013 ANTITRANSPIRANTI (ANTIDESIKANTI) 3001014 BIOLOŠKA GNOJIVA BIOLOŠKI AGENSI I MIKORIZA 301

10141 Bakterijska gnojiva 30210142 Mikoriza303

11 UTVRĐIVANJE POTREBE U GNOJIDBI 305111 OPSKRBLJENOST TLA I ZADATAK GNOJIDBE 318112 METODE ZA UTVRĐIVANJE POTREBA U GNOJIDBI326

1121 Vegetacijski pokusi 3271122 Kemijske ekstraktivne metode 327

VII

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

1123 Raspoloživost hraniva i visina priroda 3281124 Utvrđivanje potrebe u gnojidbi prema Mitscherlichu 3301125 Metoda procjene potrebe u gnojidbi po Friedu i Deanu 3321126 Druge metode procjene potrebe u gnojidbi 3331127 Ekonomski pristup u procjeni potrebe gnojidbe 3331128 Utvrđivanje gnojidbe uz pomoć AL-metode i koncept ciljnog prinosa 3341129 Nmin metoda 34611210 EUF metoda 35011211 Suvremene nedestruktivne (senzorske metode) utvrđivanja potrebe ugnojidbi 356

113 PRIMJENA RAČUNALA U SIMULACIJI PRIMARNE ORGANSKE PRODUKCIJE 3631131 Matematičko modeliranje rasta i razvoja usjeva 364

12 GNOJIDBA USJEVA 381121 NAČINI PRIMJENE GNOJIVA 381122 AGROEKOLOŠKI I EKOFIZIOLOŠKI TEMELJI GNOJIDBE NAJVAŽNIJIH RATARSKIH USJEVA 386

1221 Pšenica 3861222 Šećerna repa 3911223 Kukuruz 395

123 IZNOŠENJE GLAVNIH HRANIVA USJEVIMA 400124 OSNOVE AGROKEMIJSKOG RAČUNANJA 401

13 TLOZNANSTVENI POJMOVNIK 40714 OPĆA LITERATURA 439

VIII

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Predgovor trećem izdanju

Poštovani poljoprivredni proizvođači inženjeri i studenti poljoprivrede predVama je napokon treće izdanje udžbenika Ishrana bilja Između drugog i trećegizdanja proteklo je dugo razdoblje u kojem se razina znanja u području ishrane ignojidbe bilja dramatično povećala te se i u našoj poljoprivrednoj praksizapažaju novi trendovi u sva tri aspekta biljne proizvodnje Stoga su suvremenipogledi na agronomsko-ekolološke sociološko-ekonomske i tehničko-tehnološke aspekte primarne organske produkcije motivirali autore na temeljitopreuređivanje knjige koja je sada u trećem izdanju nadopunjena nizom novihznanstvenih činjenica kao i suvremenom metodologijom Detaljno imultidiscplinarno su razmotrene nove metode tehnologije i trendovi u gnojidbibilja uz niz primjera prvenstveno vlastitih istraživanja i originalnih rješenjaposebice u sferi istraživanja zemljišnih resursa s aspekta pogodnosti tla ali injegovih ograničenja za određenu poljoprivrednu namjenu Praktični aspektiishrane bilja sada su izloženi uz primjere kako učinkovito gnojiti vodeći računa oprofitabilnosti visini prinosa i kakvoći proizvoda plodnosti tla kao i zaštitiokoliša od onečišćenja agrokemikalijama

Treće izdanje udžbenika Ishrana bilja nadopunjeno je u svim poglavljima novimsaznanjima u relevantnim temeljnim znanostima (kemija fizika i biologija tlafiziologija mineralne ishrane pedologija fertilizacija i dr) na što se nadovezujeniz praktičnih primjera i proračuna osobito gnojidbe kako usjeva tako i trajnihnasada Opisani su i orginalni kompjutorski programi za procjenu pogodnostizemljišta za biljnu proizvodnju koji su podržani GIS-om odnosno geostatističkomanalizom poljoprivrednog prostora kao i programi odnosno suvremenametodologija izračuna potrebe u popravkama tla prihrani i gnojidbi usjeva tetrajnih nasada prema vlastitim originalnim konceptima i rješenjima Knjizi jepridodan i opširan stručno-znanstveni pojmovnik kao pomoć u razumijevanjustručnih izraza

Veliku zahvalnost dugujemo recenzetima prof dr Blaženki Bertić akademikuZdenku Rengelu akademiku Rudolfu Katoriju prof dr Draganu Amiću prof drMilanu Poljaku dr sc Mirandi Šeput i Ivanu Gašparu dipl inž lektorici KsenijiBudiji prof kao i tehničkom uredniku Igoru Placu koji su svaki u svompodručju uložili veliki trud u recenziju udžbenika Ishrana bilja jezični ipravopisni standard i grafički dizajn te doprinijeli poboljšanju trećeg izdanjaudžbenika Ishrana bilja Zahvajujemo i svim donatorima koji su pomogli tiskanjeove knjige

Osijek prosinac 2011 godAutori

Vladimir Vukadinovićhttptlo-i-biljkaeu

Vesna Vukadinović httppedologijacomhr

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

1 UVOD U ISHRANU BILJA

Ishrana bilja je relativno mlada znanstvena disciplina u području biotehničkihznanosti Nastala je izdvajanjem iz agrikulturne kemije jednako kao pedologijate hranidba životinja Agrikulturna kemija začeta je u 19 stoljeću i napretkomprirodnih znanosti uslijedio je njen buran razvoj uz podjelu na uže discipline

Danas je ishrana bilja u širem smislu dio fiziologije bilja jer izučava ishranupoljoprivrednih biljnih vrsta na poljoprivrednim i prirodnim staništima u odnosuna visinu i kakvoću priroda To je vrlo pojednostavljena definicija ishrane bilja učijem okviru se pored fizioloških procesa i funkcija kemijskih elemenata u živojtvari istražuju i svi procesi fizikalne kemijske fiziološke i biokemijske prirodekoji u interakciji biljke i tla kao supstrata utječu na usvajanje hranjivih tvarinjihovo premještanje i raspodjelu u biljci rast razvitak i tvorbu prinosaodnosno primarnu organsku produkciju Cjelovita definicija ishrane bilja stoga bimorala pored biljno-fiziološkog aspekta obuhvatiti ekološki i agrološki aspekt

Biljno-fiziološki aspekt ishrane bilja istražuje usvajanje kemijskih elemenatasintezu organske tvari rast i razvitak biljaka Ekološki aspekt podrazumijevameđusobni odnos agrobiocenoza i prirodnog okoliša pa se danas javlja kaoposebna znanstvena disciplina - ekofiziologija Naglasak ekofiziologije jeistraživanje utjecaja abiotskih čimbenika fizioloških procesa koji dovode dopromjena u rastu i razvoju dakle i biološkom te poljoprivrednom prirodu biljaka

Agroekološki aspekt ishrane bilja je na povećanju priroda i njegove kakvoće kaotemeljnog mjerila uspješnosti biljnog uzgoja Stoga ishrana bilja razvija metode itehnike poboljšanja mineralne ishrane odnosno gnojidbe istražujući tlo kaoprirodan supstrat ali i efikasnost gnojidbe svim vrstama mineralnih i organskihgnojiva i kondicionera (poboljšivača) tla te utvrđuje potrebu za gnojidbomodnosno mjere popravke tla biološke kemijske i fizikalne naravi

Iz šire definicije ishrane bilja jasno je da ona graniči s više znanstvenih disciplinaa s nekima se djelomično i preklapa Primjerice fiziologija bilja također izučavaprobleme ishrane i drugih ne samo poljopivrednih biljaka ali neovisno osupstratu ishrane dok je za ishranu bilja tlo dio jedinstvenog sustava tlo-biljka-atmosfera Ekologija se bavi prvenstveno odnosom živih organizama i prirodnesredine dok ishrana bilja u toj međuovisnosti naglašava značaj prirodne sredineza tvorbu prinosa Granične discipline su a) pedologija koja izučava tlo kaoprirodni supstrat biljne ishrane i bavi se procesima njegovog nastanka fizikomkemijom hidrologijom morfologijom i klasifikacijom b) zemljišnamikrobiologija koja istražuje transformacije organske tvari tla kroz aktivnostzemljišnih mikroorganizama te c) biljna proizvodnja koja se bavi praktičnimodgovorima iz područja gnojidbe agrotehnike i općenito njege usjeva uzpoboljšanja svojstava tla kao supstrata biljne ishrane

2

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Racionalna ekonomski isplativa primarna organska proizvodnja podrazumijevaprimjenu gnojiva u količinama koje odgovaraju potrebama i stanju biljaka(usjeva povrća nasada) plodnosti tla profitabilnosti rada i uloženih sredstavate istovremeno vodi računa o vremenskim uvjetima okolišu i mogućem prinosuRazumijevanje vrlo složenog i dinamičnog sustava tlo-biljka-atmosfera zahtijevamultidisciplinarni pristup jer ga određuju brojni biološki klimatski i zemljišničimbenici posebice jer plodnost tla koja je njegovo agregirano i najvažnijesvojstvo nije moguće apsolutno kvantificirati Za dobru analizu i kvantifikacijubiljne produktivnosti potreban je velik broj podataka o konkretnimagroekološkim uvjetima kako bi se što točnije utvrdila potreba u gnojidbi ipopravkama tla te primijenila adekvatna agrotehnika odnosno donijela ispravnaodluka o razini ulaganja i dr

Bez adekvatne gnojidbe nema visokih i stabilnih prinosa potrebne kakvoćeproizvoda niti profitabilnosti pa se gnojidba opravdano smatra najvažnijomagrotehničkom mjerom u primarnoj organskoj produkciji a određivanje dozegnojiva njegove vrste vremena primjene i načina gnojidbe mora se temeljiti naznanstveno-stručnim spoznajama o raspoloživosti i odnosima hraniva u tlufiziološkim potrebama biljke ekonomičnosti proizvodnje te intenzitetu i smjeruutjecaja pojedinog agroekološkog čimbenika Uz to tlo ni u kom slučaju nijenepresušan resurs i ne osigurava prirodnim procesima dovoljnu količinu hranivaza visoke prinose pa je potrebno gnojidbom vratiti iznesene ili na drugi načinizgubljene hranjive elemente Bez vraćanja elemenata ishrane u tlo odnosnognojidbe tlo siromaši i prinos pada Stoga redovite analize tla i biljakaosiguravaju temelj za precizan proračun bioraspoloživosti i bilance hraniva u tlupotrebu u gnojidbi i popravkama tla te osiguravaju profitabilnu i ekološkiprihvatljivu proizvodnju hrane

3

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

11 BILJEŠKA O AUTORIMA

Vladimir Vukadinović (1948) u trajnom je zvanju redovitog profesora Ishranena Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Cijeli životni vijek proveo je kaoistraživač i sveučilišni nastavnik baveći se Ishranom bilja naročito problemimaishrane dušikom i kalijem kako usjeva tako i trajnih nasada te proučavajućizemljišne resurse s aspekta produktivnosti tala gnojidbe i faktora ograničenjaproizvodnje Vrlo rano s pojavom informatičke tehnologije sredinomsedamdesetih godina prošlog stoljeća svoja istraživanja i rezultate oplemenjujekompjutorskim modelima GIS-om i izradom računalnih programa kao pomoć urazumijevanju produktivnosti tala izradi gnojidbenih preporuka za usjevepovrće i trajne nasade te kao pomoć u donošenju odluka po pitanjima popravki irajonizacije

Značajno je istaći kako je prof dr Vladimir Vukadinović diplomirao u Sarajevu1971 godine na Odsjeku za biologiju Prirodno-matematičkog fakulteta što jenjegovim istraživanjima u području agronomije dalo specifičan fiziološki bdquoštihldquo ukojima je biljka sa svojim potrebama za rast razvitak i tvorbu prinosa iznad ilijednaka po važnosti agroekološkom i agrotehničkom aspektu primarne organskeprodukcije

S 40 godina staža u istraživanjima i nastavi Ishrane bilja Fiziologije biljaEkofiziologije Primjene kompjutora u poljoprivredi i Zemljišnih resursa autor jeobjavio više od 150 znanstvenih i stručnih članaka nekoliko skripti i udžbenikate izradio niz kompjutorskih programa i modela kao i programa za statističkuobradu rezultata istraživanja

Vesna Vukadinović (1964) docent je Pedologije i Vrednovanja zemljišnihresursa na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Magistrirala je 1998 godine naAgronomskom fakultetu u Zagrebu a doktorirala 2003 na Poljoprivrednomfakultetu u Osijeku istražujući solonece istočne Hrvatske te učinkovitost njihovepopravke hidrotehničkim i kemijskim mjerama

Uži znanstveni interes doc dr sc Vesne Vukadinović je utvrđivanje plodnostirazličitih tipova tala posebice onih ograničene produktivnosti uzrokovaneniskom ili visokom pH reakcijom a šire područje obuhvaća sistematiku talanjihovu genezu fizikalna i kemijska svojstva tla primjenu kartografije upoljoprivredi te procjenu pogodnosti zemljišta u poljoprivrednoj proizvodnji

4

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

12 POVIJEST ISHRANE BILJA

Rast biljaka kao prirodna pojava čvrsto je povezan s tvorbom organske tvariodnosno biološkog (ukupna količina tvari) i poljoprivrednog prinosa (dio biljakazbog kojih se uzgajaju) Potreba za hranom i osiguranje prehrane oduvijek je bionajvažniji čimbenik preživljavanja ljudske vrste pa se smatra da je neolitskičovjek prije 10000 godina počeo kultivirati i uzgajati biljke radi prehraneRazumljivo je da su se kroz povijest čovječanstva mnogi veliki umovi iznanstvenici bavili problemom osiguranja dovoljnih količina hrane za sve većuljudsku populaciju U kratkom pregledu povijesti spomenuti su samonajznačajniji istraživači i ključne postavke ishrane bilja

Već su stari Egipćani koristili stajski gnoj i pepeo biljaka za povećanje prinosasvojih usjeva Najstariji pokušaji objašnjenja ishrane bilja vezani su uz Aristotela(384-322 prne) starogrčkog filozofa koji je postavio humusnu teoriju Suštinaove teorije je u tome da se biljke hrane humusom koji usvajaju korijenjem tenakon izumiranja iznova grade humus Aristotel je smatrao da se cjelokupansvijet temelji na četiri počela zemlji vodi zraku i vatri nasuprot suvremenikuDemokritu (460-360 prne) koji je osnivač atomarne hipoteze prema kojoj jesva tvar građena iz sićušnih nedjeljivih čestica - atoma Trebalo je 2000 godinada se Aristotelova humusna teorija kritički preispita i odbaci

Jan Baptist van Helmont (1579-1644) belgijski fizičar koji je bio pažljivpromatrač prirode prvi je počeo izvoditi kvantitativne pokuse (biometrijskamjerenja) u ishrani bilja U posudu koja je sadržavala 9072 kg suhog tla zasadioje mladicu vrbe tešku 227 kg i zalijevao je samo vodom Nakon tri godine vrba jetežila 767 kg dok je težina tla bila neznatno umanjena (898 kg) pa je vanHelmont pogrešno zaključio kako je za rast biljaka potrebna samo voda Većtada se javljaju skeptici koji sumnjaju u prethodno navedene teorije i tragaju zadrugim tvarima rasta John Woodward (1665-1728) profesor medicine uLondonu je tražio elemente biljne ishrane u atmosferi i tvarima koje voda otapau tlu Njegovi pokusi pokazali su da biljke brže rastu ako voda sadrži otopljenečvrste tvari u odnosu na porast biljaka u destiliranoj vodi Engleski istraživačStephen Hales (1677-1761) je uveo modernu eksperimentalnu tehniku sponavljanjima tretmana u izučavanju usvajanja i izdvajanja vode transpiracijom iispitivanju značaja zraka za rast biljaka Halesa stoga mnogi smatraju ocembiljne fiziologije iako je on također vjerovao u tada vladajuću flogistonskuteoriju (Johann Joachim Beker 1667) po kojoj kod izgaranja organske tvarinestane hipotetski element flogiston a zaostaje samo pepeo

Sljedeće razdoblje istraživanja u ishrani bilja vezano je za otkriće plinovitihelemenata Joseph Priestley (1733-1804) utvrđuje kako biljke iz zraka usvajajuCO2 (1775) što predstavlja prvi korak u otkriću procesa fotosinteze JanIngenhousz (1730-1799) nizozemski fizičar otkriva da biljke samo na svjetlu

5

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

izdvajaju kisik (1779) Također on je prvi utvrdio kako je količina kisika kojebiljke otpuštaju na svjetlu veća od količina ugljikovog dioksida koje ispuštaju umraku što jasno ukazuje kako je jedan dio mase biljaka podrijetlom iz zraka adrugi iz tla Konačno 1782 godine Jean Senebier (1742-1809) švicarskisvećenik shvaća pravo značenje asimilacije ugljika kao redukcije CO2 pomoćusvjetlosti Otkrića Lavoisiera (1743-1794) o nepromjenjivosti kemijskihelemenata koji sudjeluju u kemijskoj reakciji konačno ruše flogistonsku teoriju iomogućuju Nicolas-Theacuteodore de Saussureu (1767-1845) da u djelu Reacutechercheschimiques sur la Veacutegeacutetation (Kemijsko istraživanje vegetacije) objavljenom1804 godine izloži kvantitativno objašnjenje fotosinteze Od tada je jasno kakobiljke zahtijevaju iz zraka CO2 vodu iz tla ili atmosfere i očevidno još nekeelemente iz tla koji zaostanu u pepelu nakon spaljivanja suhe tvari biljke

Nova shvaćanja sporo su privlačila pozornost kako znanstvenih krugova tako ipoljoprivredne proizvodnje Naime to je vrijeme kada prevladava mišljenjeThaera (Albrecht Daniel Thaer 1752-1828) kako su humus i voda temeljishrane bilja dok su soli u najboljem slučaju sporedna hraniva Otuda Joumlns JacobBerzelius otac kemijske notacije spojeva još 1838 godine smatra da ugljikbiljaka potječe iz humusa i usvaja se korijenom

Slijedi razdoblje utemeljenja agrikulturne kemije sa sve širim prihvaćanjemmineralne teorije nasuprot napuštene humusne Tri su istraživača posebicezaslužna za napredak u razumijevanju ishrane bilja Francuz Jean-BaptisteBoussingault (1802-1887) i Nijemci Carl Sprengel (1787-1859) teJustus von Liebig (1803-1873) Boussingault na temelju mnogobrojnih poljskihgnojidbenih pokusa zaključuje kako dušiku pripada prvo mjesto u povećanjuprinosa ali još uvijek misli da ga biljke usvajaju iz atmosfere (kao i ugljik)Sprengel je između 1825 i 1835 godine kao docent agrikulturne kemije uGoumlttingenu i Braunschweigu otkrio i prvi formulirao ldquozakon minimumardquo uagrikulturnoj kemiji tvrdeći kako je rast biljaka ograničen najmanje raspoloživimhranivom Ovo pravilo često se pogrešno pripisuje Justusu von Liebigu

Istraživanja Boussingaulta i Sprengela omogućila su Justusu von Liebigu dasvojim istraživanjima u razdoblju od 1835 do 1840 konačno opovrgne Thaerovuhumusnu teoriju u svojoj knjizi ldquo Organska kemija i njena primjena u agrokemiji ifiziologijirdquo (1840) Osnovne postavke Liebigove mineralne teorije ishrane biljamogu se sažeti u nekoliko činjenica

middot mineralne tvari u biljci su nužan a ne slučajan sastojakmiddot biljke za život zahtijevaju 10 elemenata C O H N P S K Ca Mg i Fe od

kojih C O i H potječu iz zrakamiddot biljne vrste zahtijevaju različitu količinu hranivamiddot nedostatak hraniva u tlu može se nadoknaditi gnojidbom imiddot humus nije neophodan za život biljaka ali je kao izvor hranjivih elemenata

vrlo značajan

6

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Liebigova istraživanja imala su snažan utjecaj na razvoj ishrane bilja ali i poredneospornih zasluga neke njegove postavke nisu bile točne Naime Justus vonLiebig je smatrao da biljke koriste samo mineralne tvari u ishrani pa sukladnotome humusu nije pridavao veliki značaj Dapače poricao je značaj stajnjaka uopskrbi biljaka dušikom kao i značaj leguminoza u obogaćivanju tla vezivanjematmosferskog dušika To je dalo jak poticaj primjeni mineralnih gnojiva a i Liebigih je za vlastite potrebe proizvodio i primjenjivao ali bez veće učinkovitostiNjegova istraživanja ovisnosti prinosa o sadržaju hraniva u tlu rezultirala suzakonom minimuma koji je Liebig slikovito predstavljao bačvom različite visinedužica a visina prinosa ograničena je elementom u najmanjoj količini

U razdoblju između 1840 i 1900 godine ishrana bilja izdvaja se iz agrikulturnekemije kao samostalna znanstvena disciplina Niz istraživača u nadziranimuvjetima pješčane (Wiegmann Polstorff i dr) i vodene kulture (Knop Sachs i dr)u potpunosti oblikuju teoriju mineralne ishrane bilja Nadzirani uvjeti uzgojabiljaka omogućili su razjašnjavanje potrebe biljaka za biogenim elementima injihovu fiziološku funkciju U tom razdoblju koriste se sve savršenije analitičkemetode u ispitivanju hraniva u tlu pa John Thomas Way 1850 godine otkrivaadsorpcijska svojstva tla i sposobnost tla da spriječi ispiranje hraniva Toomogućuje primjenu vodotopljivih mineralnih gnojiva i povećava učinkovitostgnojiva na porast prinosa uzgajanih biljaka Istovremeno istraživanja umikrobiologiji (Pasteur Winogradski Hellriegel Willfahrt Schloumlsing Muumlntz i dr)rasvjetljavaju ulogu mikroorganizama u procesu mineralizacije organske tvari ikruženju elemenata u prirodi

Otkriće biogenosti dušika pripisuje se de Saussereu i Boussingaulu (1804)fosfora Liebigu (1839) kalija i sumpora Birneru i Lucanusu (1866) kalcijaStohmmanu (1862) magnezija Boehmu (1875) i željeza Grisu (1843) Nakon1920 godine istraživačke metode su sve suptilnije pa se otkrivaju novi biogenielementi Mn (1922) Cu (1925) B (1926) Zn (1926) Mo (1939) Cl (1954) iNi (1987) Oni dobivaju naziv mikroelementi jer ih biljke sadrže u maloj količiniPostaje jasno da biljke mogu usvajati i niskomolekularne organske tvari štootvara mogućnost primjene različitih kemijskih preparata (stimulatorainhibitora sredstava za zaštitu itd) u biljnoj proizvodnji Stupanj kemizacijeubrzo je narastao do te mjere da danas predstavlja stvarnu opasnost zbogonečišćavanja prirodne sredine i samih poljoprivrednih proizvoda

Rezultati suvremenih otkrića i osnovnih postavki ishrane bilja razmatraju seopširno u daljnjem tekstu Također udžbenik Ishrana bilja sadrži niz primjeraproračuna i objašnjenja iz aplikativne Ishrane bilja posebice Vrednovanjazemljišnih resursa i Fertilizacije Stoga se detaljno obrazlaže procjena pogodnostizemljišta za određene poljoprivredne namjene (uzgoj usjeva trajnih nasada idr) utvrđivanje potreba za gnojidbom popravkama zemljišta kemijskoj analizitla i biljaka i dr

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

2 ELEMENTI BILJNE ISHRANE

Svijet (Svemir) izgrađen je iz tvari i energije Biljke za život koriste svemirskuenergiju u obliku Sunčeve radijacije pomoću koje transformiraju neorgansku(neživu) tvar u organsku (živu) potrebnu svim živim bićima na Zemlji Taj procesprimarne organske produkcije osim organogenih elemenata (C O i H) zahtijevai više mineralnih elemenata Elemente biljne ishrane organske i mineralnepotrebne za proces primarne organske produkcije nazivamo neophodna biljnahraniva a biljke ih usvajaju u više različitih kemijskih oblika To mogu bitielektrično nenabijene molekule kao CO2 O2 N2O itd ili električno nabijenečestice odnosno ioni i molekule kao K+ NO3

- itd Dakle biljna hraniva suelementi ishrane odnosno kemijski elementi i molekule čije podrijetlo može bitianorgansko kao i organsko ovisno o tome potječu li iz minerala Zemljine kore ilisu produkti razgradnje žive tvari npr humusa žetvenih ostataka organskihgnojiva i dr Veliki broj različitih hraniva njihova uloga u rastu i razvitku biljakaodnosno tvorbi organske tvari (biološkog i poljoprivrednog prinosa) te specifičnai složena funkcija uz različiti značaj opravdava podjelu biljnih hraniva na grupeali samo za potrebe ishrane bilja i to u razmatranju utjecaja na povećanjeprinosa

21 PODJELA HRANJIVIH TVARI

Mineralna hraniva biljke usvajaju u mineralnom obliku i ona pretežito potječu izminerala tla a to su anorganski ioni soli ili molekule Ova grupa biljnih hranivaobuhvaća i mineralne oblike dušika (NO3

- i NH4+) u kojima se on pretežito i

usvaja premda potječu iz organskih spojeva koji se mikrobiološkomrazgradnjom i mineralizacijom organske tvari transformiraju do mineralnihoblika

Organska hraniva se pretežito usvajaju jednako kao i mineralna u ionskomobliku a to mogu biti i molekule čija molarna masa prema dosadašnjimsaznanjima ne prelazi 1000 g mol-1 (1 kilodalton 1 kDa = 16605387313 yg)

Usvajanje hraniva iz tla je vrlo učinkovit proces koji podržava velika površinakorijena biljaka i njegova sposobnost apsorpcije elemenata ishrane pri njihovojvrlo niskoj koncentraciji u vodenoj otopini tla Bioraspoloživost hranivapotpomaže i niz živih organizama (bakterije gljive mezofauna i dr) budući dakorijenov sustav biljaka i tlo koje on prožima čine jedinstven sustav (rizosferu) sjakim uzajamnim utjecajem

8

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Hranjive tvari ili elementi ishrane bilja mogu se podijeliti prema značaju zaishranu bilja

middot potrebni elementi (esencijalni)middot korisni elementi (beneficijalni)middot nekorisni imiddot toksični elementi

IA VIIIB1 1 2

H He1007 IIA IIIB IVB VB VIB VIIB 4002

2 3 4 5 6 7 8 9 10Li Be B C N O F Ne

6940 9012 1081 1201 1400 1599 1899 20173 11 12 13 14 15 16 17 18

Na Mg Al Si P S Cl Ar2298 2430 IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IB IIB 2698 2808 3097 3206 3545 3994

4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

3909 4008 4495 4790 5094 5199 5493 5584 5893 5871 6354 6538 6973 7259 7492 7896 7990 83805 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe8546 8762 8890 9122 9290 9594 9890 1010 1029 1064 1078 1124 1148 1186 1217 1276 1269 1313

6 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

1329 1373 1389 1784 1809 1838 1862 1902 1922 1950 1969 2005 2043 2072 2089 (209) (210) (222)7 87 88 89 104 105 106 107 108 109 110

Fr Ra Ac Unq Unp Unh Uns Uno Une Unn(223) 2260 (227) (261) (262) (263) (262) (265) (266) (272)

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71Lantanidi Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

1401 1409 1442 (145) 1504 1519 1572 1589 1625 1649 1672 1689 1730 174990 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

Aktinidi Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr2320 2310 2380 2370 (244) (243) (247) (247) (251) (254) (257) (258) (259) (260)

Slika 21 Raspored esencijalnih (svjetlije) i beneficijalnih (tamnije)elemenata u periodnom sustavu

Na temelju egzaktnih pokusa u vodenim kulturama gdje je moguće potpunoizostaviti pojedine elemente ishrane smatra se kako je za život viših biljaka(cormophyta stablašice) neophodno 17 kemijskih elemenata (slika 21) Zbogtoga ih nazivamo neophodni esencijalni ili biogeni elementi Budući da biljke nezahtijevaju jednake količine hranjivih elemenata uobičajeno je da se dalje dijelena

1) makrolemente (C O H N P K S Ca Mg i Fe vjerojatno još Na i Si)2) mikrolemente (B Mn Zn Cu Mo Cl i Ni vjerojatno još Co i V)3) korisne elemente (Co Na Si Al Se V Ti La Ce) i4) toksične elemente (Cr Cd U Hg Pb As itd)

Prefikse elemenata ishrane makro i mikro treba shvatiti pragmatično s obziromna potrebnu količinu određenog elementa a nikako u smislu njihovog značaja

9

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

jer je za život viših biljaka svaki od navedenih 17 elemenata neophodanPrisutnost makroelemenata najčešće je veća od 01 dok mikroelementi činetek 10-1 do 10-4 postotaka izraženo na suhu tvar biljke (ultramikroelemenata imamanje od 10-4 ) Niže biljke (tallophyta s malim odstupanjima) imaju jednakezahtjeve za elementima ishrane kao i više biljke pa to ukazuje na malebiokemijske promjene žive tvari tijekom filogeneze nasuprot znatnojmorfološkoj evoluciji biljne građe

Unutar grupe makroelemenata često se izdvajaju organogeni (nemineralni)elementi (C O i H) koji grade više od 90 žive tvari U klasifikaciji organogenihelemenata obično se izostavljaju dušik fosfor i sumpor premda su oni obvezatnikonstituenti organske tvari ali u znatno manjim količinama prema ugljiku kisikui vodiku a biljke ih pretežito usvajaju u mineralnom obliku

22 PRAVILA ZA UTVRĐIVANJE NEOPHODNOSTI ELEMENATA BILJNEISHRANE

Korisni ili beneficijalni elementi pod optimalnim uvjetima rasta biljaka nemajufiziološku ulogu ali utjecaj im je povoljniji što su uvjeti rasta lošiji Oni mogu unekim slučajevima zamijeniti djelomično (i samo nespecifično) funkciju nekihneophodnih elemenata Preostali elementi a biljke ih mogu sadržavati 60-aksvrstavaju se u nekorisne ili toksične ovisno o utjecaju na rast i razvitak biljakaDaljnjim razvitkom i usavršavanjem metoda istraživanja moguće je u skorojbudućnosti i utvrđivanje fiziološke funkcije nekih od nekorisnih ili čak toksičnihelemenata Danas je općeprihvaćeno da se neophodnost kemijskih elemenata zaživot biljaka utvrđuje prema pravilima Arnona i Stouta (1939)

middot element mora biti potreban tijekom cijelog životnog ciklusa biljakamiddot mora imati posebnu funkciju koju ne može obavljati drugi element imiddot mora imati neposrednu ulogu u biljnom metabolizmu odnosno mora biti

potreban za obavljanje specifične fiziološke funkcije

Naknadno su Arnon i Stout dodali i četvrto pravilo

middot element mora biti potreban za više od dvije biljne vrste da bi se smatraoneophodnim

Mineralni elementi ishrane mogu se podijeliti i prema njihovim kemijskimsvojstvima

1 nemetali (nekovine) (N P S Cl i B) i2 metali (kovine)

middot K (alkalijski metali)

10

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

middot Ca i Mg (zemnoalkalijski metali)middot Fe Mn Zn Cu Mo Ni (teški metali čija je gustoća ρ gt 5 kg dm-3)

Česta je i podjela elemenata biljne ishrane kako to prikazuje tablica 21

Tablica 21 Podjela hranjivih elemenata (Dennis 1971)

Organski Glavni Sekundarni Mikro FunkcionalniC N Mg B Mn Na SiO P Ca Cu Mo V ClH K S Fe Zn Co

Biogene elemente možemo podijeliti i prema njihovoj ulozi u metabolizmu tvarii energije

Strukturni elementi ili konstitucijski (C H O N P S) su molekularnekomponente npr ugljikohidrata proteina nukleinskih kiselina različitihsekundarnih spojeva kao što su alkaloidi lignin i dr To su elementi maleatomske mase (prva dva reda periodnog sustava) a kemijski se vežu stabilnimkovalentnim vezama

Enzimski aktivatori (K Ca Mg Mn Zn) obavljaju svoje funkcije kao ioni ipremda su često nejasni mehanizmi aktivacije enzima nema sumnje o njihovojvažnosti

Redoks-reagensi (Fe Cu Mn Mo) funkcioniraju kao ioni a odlikuje ihmogućnost lake promjene valentnosti što im omogućava sudjelovanje u redoksreakcijama (npr citokromne reakcije u disanju Fe3+ + e- Fe2+ Cu kao Cu2+ iliCu+ Mn je aktivator fotooksidacije vode u fotosintezi (P680) 2 H2O rarr 4 H+ + 4 e-

+ O2 a Mo je dio enzima nitrat reduktaze odgovornog za redukciju nitrata unitrite)

Nedovoljno poznatih funkcija (B Cl) Premda je B neophodan za vaskularnebiljke te je njegovo djelovanje primjetno u velikom broju procesa (uključujućistaničnu diobu membranski transport i rast korijena) to mogu biti teksekundarni učinci Klor (u obliku iona Cl-) biljke akumuliraju u velikim količinamai njegova nespecifična uloga u osmotskim funkcijama je jasna (ali može bitizamijenjena drugim ionima) Ipak klor ima jednu vrlo specifičnu funkciju uizdvajanju kisika kod fotooksidacije vode u fotosintezi

Rast biljaka i tvorba prinosa najuže su povezani s usvajanjem mineralnihelemenata biljne ishrane njihovim premještanjem i raspodjelom u biljci teugradnjom u organsku tvar ali i inim vanjskim (zemljišnim klimatskim) iunutarnjim (biljnim) čimbenicima rasta i razvitka bilja Složeni utjecaj vanjskih iunutarnjih čimbenika rasta biljaka i tvorbe prinosa može se shematski prikazatislikom 22 a podjelu elemenata biljne ishrane prema njihovoj fiziološkoj funkcijiprikazuje tablica 22

11

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 22 Shema utjecaja vanjskih i unutarnjih čimbenika rasta i tvorbeprinosa

Tablica 22 Osnovne fiziološke funkcije biljnih hraniva

Elementishrane

Rel koncprema N Oblik usvajanja Fiziološke funkcije elemenata biljne ishrane

Grupa 1 Elementi koji čine organske spojeve biljaka

N 100 NH4+ NO3

-NO2

-Konstituent aminokiselina amida proteinanukleinskih kiselina nukleotida koenzima

S 3 SO42- SO3

2-Komponenta cisteina cistina i metioninalipoične kiseline koenzima A tiaminapirofosfata glutationa biotina ATP

Grupa 2 Elementi važni za akumulaciju energije i strukturni integritet biljaka

P 6 H2PO4- HPO4

2-Konstituent fosfata šećera nukleinskih kiselinanukleotida koenzima fosfolipida fitinskekiseline itd Ključna uloga u reakcijama ATP-a

B 02 BO33- B4O7

2-H3BO3

Kompleksi s manitolom mananima poliuronskimkiselinama i drugim komponentama staničnihzidova Uključen u elongaciju stanica imetabolizam RNA

Si Si(OH)4

Ugrađen kao amorfni silicij u zidovima stanicaDoprinosi boljim mehaničkim svojstvima staničnestijenke uključujući njihovu krutost i elastičnost

Grupa 3 Elementi koji ostaju u obliku iona

12

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

K 25 K+

Potreban kao kofaktor (modulator) za više od 40enzima Glavni kation u uspostavljanju iodržavanju turgora stanica te elektroneutralnostiprotoplazme

Na Na+Uključen u regeneraciji fosfoenolpiruvata kodbiljaka s C4 i CAM tipom fotosinteze Zamjena zakalij u nekim funkcijama

Mg 8 Mg2+Potreban za djelovanje velikog broja enzimauključenih u prijenos fosfata Sastavni dioklorofila

Ca 125 Ca2+

Sastavni dio srednje lamele staničnih zidovakofaktor enzima uključenih u hidrolizu ATP-a ifosfolipida Funkcija drugog glasnika regulacijemetabolizma

Mn 01 Mn2+

Potreban za aktivnost dehidrogenazadekarboksilaza kinaza oksidaza i peroksidazeAktivira i mnoge enzime i fotosintetskoizdvajanje O2

Cl 03 Cl- Neophodan u fotooksidaciji vode (fotosintetskoizdvajanje O2)

Grupa 4 Elementi uključeni u transfer elektrona

Fe 02 Fe2+ Fe3+Sastavni dio citokroma i proteina s neheminskimželjezom uključenih u fotosintezu N2 fiksacija idisanje

Cu 001 Cu2+

Komponenta oksidaze askorbinske kiselinetirozinaze monoamin oksidaza uratne oksidaze(urikaze) citokrom oksidaza fenolaza lakaze iplastocijanina

Zn 003 Zn2+ Zn(OH)+ Sastavni dio alkoholne dehidrogenazeglutaminske dehidrogenaze karboanhidraze itd

Mo 00001 MoO42- Konstituent nitrogenaze nitratne reduktaze i

dehidrogenaze ksantina

Ni Ni2+ Sastavni dio ureaze a kod N2 fiksirajućihbakterija i hidrogenaza

Evans and Sorger (1966) Mengel and Kirkby (1987)

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3 TLO KAO SUPSTRAT BILJNE ISHRANE

Tla Hrvatske najveće su blago hrvatskog naroda poznavati ih znači poznavatitemelje na kojima počiva hrvatska država (prof dr M Gračanin) Fortescue(1913) nadahnuto je rekao bdquoZemlja je mjesto koje pruža sklonište u gradu naselu i kod kuće Ona je izvor hrane materijala za gradnju i proizvodnju iz ugljenaplina i nafte iz izvora i rijeka te drugih najosnovnijih životnih potreba Ona jenepromjenjiva za sve ljudske aktivnosti Kuće i tvornice šume i farme rijekeputovi i željeznice rudnici i rezervoari su oblici zemlje Oni nude beskrajnemogućnosti za razvoj i otkrivanje Ona je osnovni izvor bogatstvardquo

Tlo je najveći i najznačajniji prirodni resurs čovječanstva Nažalost pretjeranimili neodgovornim korištenjem tla dolazi do snižavanja njegove produktivnosti ikonačno degradacije Proces upropaštavanja tla je gotovo uvijek jednosmjeranbez realne mogućnosti vraćanja u prethodno stanje U procesu degradacije tlapromjene su prividno male barem u životu jedne ljudske generacije štosmanjuje potrebnu pozornost i odlaže pravovremeno poduzimanje mjera zazaustavljanje destruktivnih procesa Stoga briga o zemljišnim resursimanjegovim prirodnim bogatstvima i biološkoj raznolikosti sve više zaokuplja širikrug populacije a ne samo one koji se bave poljoprivredom te sve više postajeodgovornost cjelokupne društvene zajednice Naime globalne promjene okolišanepovratno mijenjaju ekosferu ili ekosustav (Zemlje odnosno geobiosfere) teutječu na život velikog dijela svjetskog stanovništva a mogu biti prirodne iantropogene pa je ekološko opterećenje okoliša zapravo jednako brojstanovnika acute tehnologija acute životni standard

31 SASTAV TLA

Tlo je polifazni sustav građen iz čvrste tekuće plinovite i žive faze Neprestanose mijenja u prirodnim ciklusima (npr kisika vode minerala hranjivih tvari i dr)održavajući povoljnu strukturu i oslobađajući hranjive elemente neophodne zaživot u i na tlu

Omjer pojedinih frakcija mehaničkih elemenata tla kreće se u određenimgranicama u kojima tlo predstavlja povoljan supstrat biljne ishrane Čvrsta fazasastavljena iz mineralnog i organskog dijelacedilcedil podjednake je važnosti s gledištaishrane bilja Taj gornji rastresiti dio Zemljine kore koji je nastao raspadanjemlitosfere pod utjecajem klimatskih čimbenika i djelovanjem živih organizama

14

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 31 Elementarni sastavlitosfere (Epstein 1972)

Element O 4660Si 2772Al 813Fe 500Ca 363Na 283K 259

Mg 209Ukupno 9859

transformiran je u prirodno biljno stanište supstrat iz koga biljke korijenovimsustavom usvajaju sve neophodne mineralne tvari za svoj rast i razvitak

Elementarni sastav Zemljine korečini više od 2000 različitih minerala(litosfera od grčki lithos = stijenasphaira = sfera) izgrađenih od ~ 90kemijskih elemenata od kojih su 81stabilni nuklidi pri čemu njih 8 gradiviše od 98 litosfere (tablica 31)Kako je ekosustav po definiciji skupbiotskih i abiotskih elemenata iprocesa koji imaju utjecaja naponašanje i cjelokupan život udefiniranom prirodnom okruženjuonda je agrosustav ograničen napoljoprivredni prostor a u širem

smislu agrosfera (mega agroekosustav) kao dio biosfere u tijesnoj je vezi slitosferom i procesima koji formiraju tlo i određuju njegova svojstva kaosupstrata biljne ishrane

Sastav oraničnog sloja u kojem se nalazi najveći dio korijenovog sustava biljaka upovoljnom stanju vlažnosti približno je slijedeći

1) Čvrsta faza - 50 zapremineA) Neorganski dio - 95 mase

80 primarni minerali20 sekundarni minerali

B) Organski dio - 5 mase pretežito koloidi

2) Tekuća faza - 25 zapremineVodena otopina soli i plinova (100-1000 ppm)

3) Plinovita faza - 25 zapremineO2 200 (210 )

N2 786 (7803 ) Ar 09 (094 ) CO2 05 (003 ) (u zagradama je sastav atmosfere)

4) Živa faza (edaphon) - ukupno oko 5 t ha-1Bakterije i aktinomicete (40 )Gljive (40 ) makrofauna (5 )Mikro i mezofauna (3 ) iCrvi (12 )

15

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Čvrsta faza tla sastavljena je iz primarnih i sekundarnih minerala oksida silicijaseskvioksida te drugih kemijskih supstanci i organske tvari Smatra se da jeoptimalan sastav čvrste faze tla 93 minerala i 7 organskih tvari (85 humus 10 korijenje i 5 edafon) što je rijetko u proizvodnji usjeva dok vrtnatla mogu sadržavati i više organske tvari Dakle za različite agroekološke uvjete inačin biljne proizvodnje idealan sastav može znatno varirati a često je mišljenjekako su teksturno najpovoljnija ilovasta tla koja sadrže oko 40 pijeska 40 praha i 20 gline

Minerali tla su primarni i sekundarni (1 silikati odnosno glina 2 oksidi ihidroksidi i 3 karbonati sulfati fosfati itd)

Tablica 32 Koncentracija nekih elemenata u tlu i matičnom supstratu(Sparks 2003)

ElementTlo

(mg kg-1) Litosfera(prosjek mg kg-1)

Sedimenti(prosjek mg kg-1)

Medijana RangO 490000 - 474000 486000Si 330000 250000-410000 277000 245000Al 71000 10000-300000 82000 72000Fe 40000 2000-550000 41000 41000

C (total) 20000 7000-500000 480 29400Ca 15000 700-500000 41000 66000Mg 5000 400-9000 23000 14000K 14000 80-37000 21000 20000

Na 5000 150-25000 23000 5700Mn 1000 20-10000 950 770Zn 90 1-900 75 95Mo 12 01-40 15 2Ni 50 2-750 80 52Cu 30 2-250 50 33N 2000 200-5000 25 470P 800 35-5300 1000 670

S (total) 700 30-1600 260 2200

Primarni minerali se u mehaničkoj analizi tla definiraju kao pijesak i prahPovršina im je relativno mala i stoga im je sorpcijska sposobnost elemenataishrane zanemariva Njihovim raspadanjem oslobađaju se biljna hraniva kojatako postaju raspoloživa za ishranu biljaka Proces raspadanja primarnihminerala je vrlo spor i u kraćem vremenskom (vegetacijskom) razdoblju nepredstavlja značajan izvor elemenata ishrane Prosječan kemijski sastav tla imatične stijene (prosjek litosfere) pokazuje tablica 32

16

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Stabilnost primarnih minerala prema raspadanju je različita Najstabilniji jekremen a najmanje su otporni plagioklasi bogati kalcijem Prisutnostdvovalentnog željeza smanjuje stabilnost minerala jer mu se oksidacijompovećava promjer i tako razmiče kristalna rešetka minerala Tvrdoća mineralamože biti utvrđena na više načina najčešće u odnosu na objekt poznate tvrdoćeprema skali austrijskog mineraloga Mohsa (Friedrich Mohs 1820) PremaMohsovoj skali najmekši je talk (1) a najtvrđi mineral dijamant (10) dok je gipstvrdoće 2 kalcit 3 fluorit 4 apatit 5 feldspat 6 kremen 7 topaz 8 i korund 9

Sekundarni minerali (često se koriste i sinonimi glineni minerali alumosilikati)zajedno s organskom tvari predstavljaju aktivnu koloidnu frakciju tla Mineraligline čine manji dio čvrste faze tla u odnosu na količinu primarnih mineralaizuzev u nekim tlima tropskog pojasa Imaju svojstva koloida pretežito sunegativno nabijeni kao i organska tvar tla te su sposobni sorbirati kationeSorpcijska sposobnost označava se kao KIK (kationski izmjenjivački kapacitet) iliCEC (Cation Exchange Capacity) i izražava u cmol(+) kg-1 tla što je identičnomekv100 g tla (stariji način izražavanja)

Slika 31 Tetraedri silicija i oktaedri aluminija minerala gline

Sekundarni minerali su slojevite strukture i elektrostatskim silama vežu kationena vanjskim (nespecifično) i unutarnjim površinama (specifično samo nekekatione čiji promjer u hidratiziranom stanju dopušta ulazak u međulamelarniprostor određenog minerala) Izgrađeni su iz dvije strukturne jedinice i totetraedara SiO2 i oktaedara Al Mg ili Fe (slike 31 i 32) Zbog takve kemijskegrađe sekundarni minerali tla nazivaju se i alumosilikati Različitimkombinacijama osnovnih strukturnih jedinica nastaju svi poznati sekundarniminerali ili drugim imenom minerali gline

Na stabilnost i otpornost sekundarnih minerala prema raspadanju utječe višečimbenika unutrašnja struktura stabilnosti (otpornost na hidrolizu kod H+

napada) prisutni kompleksirajući ligandi (organske kiseline anorganski anioni)temperatura (posebice amplituda promjene) specifična površina (m2 kg-1

minerala) i efikasnost uklanjanja produkata raspadanja (ispiranje taloženje)Topljivost (razlaganje) sekundarnih minerala je znatno veća od primarnih ali je

17

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

još uvijek vrlo mala i spora pa u smislu oslobađanja biljci pristupačnih hranivane predstavlja značajan izvor Npr konstanta topljivosti alumosilikata je Ktop =10-11 do 10-12 SiO2 m-2 sec-1 i ovisi najviše o pH i temperaturi

Slika 32 Kristalna rešetka i međulamelarni prostor ilita i vermikulita (Mengeland Kirkby 1978)

Građa sekundarnog minerala tipa 1 1

Oktaedri Al

Međulamelarni prostor

Tetraedri Si

Oktaedri Al Tetraedri Si

Tetraedri Si

Međulamelarni prostor

Oktaedri Al

Međulamelarni prostor

Tetraedri Si

Oktaedri Al Tetraedri Si

Tetraedri Si

Međulamelarni prostor

Oktaedri Al

Međulamelarni prostor

Tetraedri Si

Oktaedri Al Tetraedri Si

Tetraedri Si

Međulamelarni prostor

Građa sekundarnog minerala tipa 2 1

Slika 33 Raspored tetraedara silicija i oktaedara aluminija u sekundarnimmineralima tipa 11 i 21

Sekundarni minerali svrstani su u tri grupe

18

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1 kaoliniti2 smektiti (montmoriloniti) i3 iliti ili hidratizirani liskuni

Tablica 33 Osnovna svojstva sekundarnih minerala tla

Koloid Promjer(mm)

Površina m2 g-1 Međurazmakslojeva KIK

cmol(+) kg-1

vanjska unutarnja (nm)Kaoliniti 01-50 5-20 - 07 3-15Iliti 01-20 50-100 5-100 10 20-50Vermikuliti 01- 50 50-100 450-600 10-14 120-150Montmorilonit lt 10 70-150 500-700 10-20 80-120Humus - - - - 100-300

Kaoliniti (dikit nakrit) su građeni iz jednog sloja tetraedara silicija i jednog slojaoktaedara aluminija međusobno čvrsto povezanih kisikom tako da se ne mogurazmicati Zbog omjera strukturnih jedinica svrstavaju se u grupu minerala 11 akemijska formula im je Si4Al4O10(OH)8 Električni naboj raspoređen je samo popovršini takvog tipa minerala jer je međulamelarni prostor razmaka oko 07 nmuz ponavljajuću distancu slojeva (c-razmak) također 07 nm Sposobnostadsorpcije kaolinita je mala (3-15 cmol(+) kg-1) a njegova specifična površinaiznosi svega 5-20 m2 g-1

Montmoriloniti (Smektiti) (pirofilit talk vermikulit saukonit saponit nontronit idr) su građeni iz dva sloja tetraedara silicija između kojih je umetnut jedan slojoktaedara aluminija pa se ubrajaju u tip sekundarnih minerala 21 Mogu bitidioktaedarske građe npr montmorilonit i beidelit (~ Na4(Al2-xMgx)Si4O10(OH)2)ili trioktaedarske kao saponit (~ Na4-y(Mg3-yAly)AlxSi4-xO10(OH)) Jedan dio silicijačesto je zamijenjen fosforom ili aluminijem a dio aluminija s Mg Fe Ni ili LiOvakva građa montmorilonita daje višak negativnog naboja koji se uravnotežujevezivanjem kationa iz otopine tla (kapacitet sorpcije je 80-120 cmol(+) kg-1)Velika sposobnost sorpcije kationa smektititima uvjetovana je većim razmakomizmeđu strukturnih jedinica kristalne rešetke prema kaolinitima (u vlažnomstanju c-razmak gt 2 nm) što omogućuje sorpciju iona u međulamelarnimprostorima Udaljenost slojeva mijenja se ovisno o vlažnosti tla odnosnosadržaju vode između njih što se očituje kao bubrenje ili sakupljanje Specifičnaili sorpcijska površina smektita (vanjska i unutarnja) je 700-800 m2 g-1

Slični smektitima su vermikuliti i kloriti uz bitnu razliku da vermikuliti znatnomanje bubre u vodi (c-razmak oba je oko 14 nm) što im omogućuje fiksacijuiona K+

Vermikuliti (hidratizirani biotiti ili flogopiti) mogu biti dioktaedarske(Na4(AlFe)2(AlxSi4-x)O10(OH)2 acute 4 H2O) ili trioktaedarske građe (Nax(MgFe)2(AlxSi4-

19

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

x)O10(OH)2 acute 4 H2O) dio Al3+ može biti zamijenjen s Mg2+ (što povećava negativannaboj) i imaju veliku moć sorpcije 120-150 cmol(+) kg-1 uz specifičnu površinu od300-500 m2 g-1 Kod klorita (amezit klinoklorit hamozit penatit i dr) c-razmakje stabilan i neovisan o vlažnosti (ne bubre) jer imaju kristalnu strukturu 211(nazivaju se još i sekundarni minerali kristalne građe 22) odnosno izmeđuslojeva tetraedara i oktaedara aluminija ubačen je hidroksidni sloj koji nedopušta razmicanje kristalne strukture odnosno bubrenje

Iliti (hidratizirani muskovit) su građom slični montmorilonitima ali im je diosilicija zamijenjen aluminijem kemijske formule (KH)Al2(SiAl)4O10(OH)2 acute H2ONastaju raspadom minerala muskovita Višak naboja se neutralizira vezivanjemkalija između slojeva kristalne rešetke pa se oni ne mogu znatnije razmicati (c-razmak je oko 10 nm) Stoga je sposobnost sorpcije ilita znatno manja premamontmorilonitima i vermikulitima (20-50 cmol(+) kg-1) uz izraženu sposobnostfiksacije kalija

Nastanak sekundarnih minerala je izrazito spor proces Proračuni pokazuju dagodišnje u prosjeku nastane 00002 g gline na svakih 100 g tla Količina gline uoraničnom sloju tla može se smanjivati erozijom i ispiranjem pa se kod obradetakvih tala moraju provoditi odgovarajuće mjere zaštite i konzervacijePostojanost sekundarnih minerala je znatno manja u odnosu na primarne pa ustarijim tlima prevladavaju sekundarni minerali ali sa sniženim sorpcijskimsposobnostima za katione i porastom kapaciteta za zamjenu aniona (što imaznačaja kod primjene mineralnih gnojiva pretežito u tropskim regijama) Nastabilnost i otpornost sekundarnih minerala prema raspadanju utječe

middot unutarnja struktura (otpornost na hidrolizu kod H+ napada)middot prisutni kompleksirajući ligandi (organske kiseline anorganski anioni)middot temperatura (posebice amplituda promjene)middot specifična površina (m2 g-1 minerala) imiddot efikasnost uklanjanja produkata raspadanja (ispiranje taloženje)

Električni naboj česticama gline omogućuje međusobno vezivanje i nastajanjeprostornih struktura (slično proteinima) Predstavu o veličini tako nastalepovršine daje sljedeći podatak tlo s 10 montmorilonita na 1 m2 površine dodubine od 20 cm ima površinu veću od 24 km2 Električno polje koloidnih česticatla dozvoljava sorpciju drugih nabijenih čestica kao što su unipolarni ioni ibipolarne molekule na primjer voda Otuda se koloidne čestice tla ponašaju kaoamfoterne jedinice jer pod određenim uvjetima mogu sorbirati i anione

Kationi polarno vezani na sekundarne minerale ne ispiru se iz zone korijenskogsustava ali se zato lako zamjenjuju drugim kationima Na taj se način u tluzadržavaju hraniva u biljkama pristupačnom obliku za usvajanje Svojstvosorpcije iona sekundarnih minerala tla ima ogromnu važnost u mineralnojishrani bilja jer sekundarni minerali (zajedno s organskim koloidnim dijelom tla)

20

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

sprječavaju ispiranje hraniva iz zone korijenskog sustava i zadržavaju voduneophodnu višim biljkama i mikroorganizmima u tlu

32 KOLOIDNA SVOJSTVA TLA

Prisutnost koloida usko je povezana s veličinom čestica disperzne faze i njihovimistovrsnim električnim nabojem U koloidnom sustavu gravitacijska sila težitaloženju raspršenih koloidnih čestica dok suprotno djeluju odbojna silaistovrsnog naboja čestica i snaga difuzije odnosno kinetička sila čestica koja ihpokreće u pravcu manje koncentracije Sile gravitacije prevladavaju kad sučestice većeg promjera od 4 microm (0004 mm) te se one tada talože i ne dolazi donastanka koloidnog sustava Treba naglasiti da se zbog specifičnih uvjeta kojivladaju u tlu obično uzima granični promjer koloidnih čestica tla od 2 microm Daklemineralne čestice tla manjeg promjera od 0002 mm su čestice gline odnosnosekundarni minerali

Koloidni sustav može se nalaziti u tri stanja

middot Sol (tekući)middot Gel (krut i elastičan) imiddot Koagel (kada se disperzna faza nalazi u stanju zgrušavanja)

Koloidi tla su hidrofilni odnosno koloidna otopina je voda a disperznu fazu činesekundarni minerali i organska tvar odnosno složene organomineralne čestice

Čestice koloidnog sustava posjeduju površinski napon određen količinomslobodne energije Suglasno drugom zakonu termodinamike sustav je uravnoteži kada je njegova ukupna slobodna energija najmanja te stoga koloidnisustav teži uspostavljanju ravnotežnog stanja smanjivanjem slobodne energiješto se može odvijati na dva načina

middot smanjivanjem površine koloidne čestice što je omogućeno u procesukoagulacije i

middot smanjivanjem slobodne energije na granici krute i tekuće faze što dovodi dopribližavanja koloidnih čestica te nastajanja opne otapala oko koloidnihčestica i manifestira se kao pojava adsorpcije

Značajno svojstvo vode je velika površinska napetost i izražena polarnost štouvjetuje kondenzaciju manje polarnih otopljenih tvari na površini vode Usuprotnom slučaju otopljena tvar se koncentrira neposredno uz koloidnučesticu Budući da je sadržaj vode u tlu vrlo promjenjiv to se neposrednoodražava na stanje koloida u njemu

21

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 34 Izmjenjivi kationi injihovi ionskiradijusi

Kation Ionski radijus(nm ili 10-9 m)

Al3+ 0051Fe3+ 0064Mg2+ 0066Zn2+ 0074Fe2+ 0070Na+ 0097Ca2+ 0099K+ 0133

Adsorpcija je reverzibilan (povratan) proces i jedan dio sorbiranih iona i dipolnihmolekula neprekidno se odvaja od koloidne čestice uslijed Braunovog gibanja pase uspostavlja određena ravnoteža između sorpcije i desorpcije Snižavanjemkoncentracije i padom temperature adsorpcija raste Do pojave supstitucije(zamjene) iona na koloidnoj čestici vrlo lako dolazi kada je zasićena odnosnokada su sva mjesta za polarno vezivanje zauzeta Tada je sorpcija novog ionamoguća samo zamjenom i to u elektroekvivalentnim omjerima npr Ca2+

zamjenjuje 2 K+ 2 Na+ zamjenjuju Mg2+ itd

Složena struktura koloidnih čestica (micela) dopušta sorpciju na vanjskim iunutarnjim površinama pri čemu veličina unutarnjih prostora omogućava ulazsamo pojedinim ionima naročito u fazi bubrenja koloidnog sustava Takvapojava naziva se specifična ili selektivna sorpcija Ioni unutar koloidne čestice

mogu ostati zarobljeni nakonsmanjivanja količine vodene faze pa dolazido pojave koja se uobičajeno nazivafiksacija

Na vanjskoj površini koloidne micele nalazise relativno čvrsto vezani sloj ionatakozvani prvi sloj (slika 34) On privlačinovi sloj iona obično 2 do 3 između kojihje intermicelarna vodena faza koloidnogsustava Ioni vanjskih slojeva su sve slabijepolarizirani (prostorno orijentirani) te suraspoređeni potpuno difuzno izvanelektričnog polja koloidne miceleRastresiti slojevi iona su lako pokretljivi istoga lako zamjenjivi drugim ionimaRazlika električnog potencijala između

adsorbiranog (nepokretnog) sloja i vanjske površine micele (difuznog sloja)pomnožena s debljinom difuznog sloja naziva se elektrokinetički potencijalkoloidne micele

Ako su u koloidnom sustavu prisutni ioni suprotnog znaka posebice trovalentniioni potencijal micele pada i lako dolazi do prelaska difuznog sloja u adsorpcijskiu trenutku pada potencijala na nulu što se označava kao izoelektrična točkakoloidnog sustava U tom stanju koloidni sustav koagulira zapravo dolazi doprecipitacije (taloženja) krute faze i koloid prelazi iz sola u gel Promjer iona uhidratiziranom stanju ovisi o njegovom naboju ali i veličini odnosno gustoćinaboja (tablica 34)

Visoka koncentracija kationa posebice Na+ u tlu izaziva disperziju (deflokulaciju)aglomeriranih čestica gline što uzrokuje strukturnu degradaciju tla Do pojavedisperzije dolazi u prisustvu 0025-0150 mola jednovalentnih kationa 00005-

22

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

0002 mola dvovalentnih ili 000001-00001 mola trovalentnih kationa (Schulze-Hardyev zakon)

Slika 34 Slabljenje električnog polja udaljavanjem od električno nabijenečestice i rezultirajuća raspodjela iona (Gouy-Chapman-Stern-Grahamov model)

Permanentna nabijenost koloida tla odgovorna je za izomorfnu zamjenu atomau sekundarnim mineralima (npr Zn2+ za Al3+ u oktaedarskom sloju) izomorfnuzamjenu u oba sloja (npr Mg2+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ za Al3+ u oktaedrima odnosnoAl3+ za Si4+ u tetraedrima) i mogućnost nastanka pozitivnog naboja (npr zamjenaAl3+ za Mg2+) dok promjenjiva nabijenost izaziva disocijaciju vanjskih hidroksilnihskupina na rubovima kristalne rešetke te protoniranje sekundarnih minerala

]-O- + H+ (visok pH) ]-OH + H+ (bez naboja) ]-OH2+ (nizak pH)

Slika 35 Utjecaj pH na sorpcijsku moć organskih i mineralnih koloida tetip i naboj koloida

23

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Ovisno o vrsti i tipu koloidnih micela razlikuje se njihova nabijenost stabilnost ipromjenjivost naboja kako to pokazuje tablica 35

Tablica 35 Nabijenost (cmol(+) kg-1) i relativna stabilnost koloida tla

Koloid Negativannaboj Pozitivan naboj Stabilnost

Varijabilnost

Humus 200 0 10 90Vermikuliti 120 0 95 5Montmoriloniti 100 0 95 5Iliti 40 0 80 20Kaoliniti 12 4 5 95Fe i Al oksidi 5 5 0 100

Vrlo je važno naglasiti da uz promjenu pH nastaje znatna promjena nabijenostikoloida tla posebice kod organske tvari Stoga smanjivanje naboja jako utječena pad sorpcijske sposobnosti i kelatizirajuću moć humusa u kiseloj sredini npru šumskim tlima i tresetištima općenito u redukcijskim uvjetima (slika 35)

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

4 AGROKEMIJSKA SVOJSTVA TLA I NJEGOVA PLODNOST

Efektivna plodnost ili produktivnost biljnog staništa vrlo je složeno svojstvo tlaNajlakše se može definirati količinom organske tvari koju biljke mogusintetizirati na nekom staništu tijekom vegetacijskog razdoblja (dio godine kadaje rast biljaka moguć) Razumljivo je da količina nastale organske tvarineposredno ovisi o biološkim klimatskim i zemljišnim čimbenicima pa seplodnost tla iako je to njegovo najvažnije svojstvo ne može apsolutno utvrditijer efektivnu (stvarnu) plodnost karakterizira sposobnost pružanja biljkamapotrebnih uvjeta za rast i razvitak Stoga postojeći sustav klasifikacije (boniteta)uspijeva samo generalno odrediti plodnost tla

Svojstva tla mogu se promatrati statički i dinamički Statička svojstva općenitouključuju teksturu strukturu dubinu apsolutnu masu pH i električnuprovodljivost jer se ona u kratkom vremenu malo ili uopće ne mijenjajuDinamička svojstva podrazumijevaju izgled površine tla sadržaj vode i drugejako promjenjive veličine na koje čovjek utječe obradom ili se mijenjaju podutjecajem vremenskih prilika (sadržaj vode zraka erozija itd)

Izraz plodnost tla tijesno je povezan s kapacitetom tla čime se označava njegovasposobnost da osigura potrebnu hranu biljkama u adekvatnim količinama ipogodnim proporcijama Stoga je prvi zadatak ishrane bilja istražiti međuodnosbiljaka i tla kao supstrata biljne ishrane Supstrat ishrane osim prirodnog tlamože biti pijesak šljunak sintetska podloga ili vodena otopina hranjivihelemenata (hidroponi) S agrokemijskog gledišta plodno je ono tlo koje u tijekučitave vegetacije osigurava biljkama dovoljno hraniva i na kome se trajnopostižu visoki prirodi Često se za plodnost tla koristi izraz produktivnost jer onaunutar nekog agroekološkog područja u velikoj mjeri ovisi o plodnosti tla ali itipu gospodarenja

Plodnost tla najbolje je definirati vrednovanjem njegovih specifičnih funkcijakoje kvantificiraju biljnu produktivnost ali ujedno opisuju i utjecaj na zdravljeljudi Dobro organizirana poljoprivredna proizvodnja na dugi rok povećava iliodržava produktivnost i profitabilnost proizvodnje na nacionalnoj razini čuva ilipoboljšava integritet raznolikost i sustav poljoprivredne proizvodnje kao iokolnih prirodnih ekosustava a također poboljšava zdravlje ljudi njihovusigurnost i zadovoljava u estetskom pogledu (Stuart i Robinson 1997)

Korištenje tla u poljoprivrednoj biljnoj proizvodnji može se opisati ključnimatributima biološko-ekološkog sociološko-ekonomskog i tehničko-tehnološkogkaraktera Njihov složeni međusobni odnos zahtijeva multidisciplinarni pristup ukvantifikaciji i analizi produktivnosti tla te veliki broj različitih podataka o njemuRazumijevanje utjecaja i intenziteta djelovanja indikatora plodnosti (atributa iliparametara) i uvid u njihove međusobne interakcije neophodno je za optimalno

26

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

korištenje zemljišnih resursa i primarnu produkciju hrane uz učinkovitokorištenje klime reljefa i usjeva

Primarna poljoprivredna produkcija u svijetu zbog strateškog značaja i ovisnostio klimatskim faktorima podložna je fluktuaciji oscilatornog tipa s posljedicamakoje se odražavaju preko tržišta hrane na značajne promjene cijenapoljoprivrednih proizvoda Jasno je da se poljoprivredna proizvodnja ne možepreorijentirati u kratkom vremenu pa se metode predviđanja i prognoze uprimarnoj produkciji hrane sve više koriste prvenstveno u sociološko-ekonomskim ali i drugim aspektima

Biološko-ekološki aspekt suvremenog korištenja tla sve više uključuje brojčanemetode dinamičkog definiranja sustava biljka-tlo-atmosfera dok tehničko-tehnološku razinu problema u sadašnjem trenutku karakterizira visokoučinkovita agrotehnika s problemima nadzora i automatizacije

41 PROCJENA ZEMLJIIŠNE POGODNOSTI

Procjena pogodnosti tla uključuje izmjeru i interpretaciju vanjske morfologije tlavegetacije klime indikatora pogodnosti fizikalne kemijske i biološke naravi teniza drugih indikatora (iz grupe sociološko-ekonomskih i tehničko-tehnoloških)potrebnih za odabir najpovoljnijeg načina korištenja tla Stoga je procjenazemljišne pogodnosti (Land evaluation) proces utvrđivanja pogodnosti(prikladnosti) zemljišta za određene vrste korištenja a klasifikacija zemljišnepogodnosti (Land suitability classification) je način grupiranja pojedinih tipovazemljišta u smislu njihove apsolutne ili relativne prikladnosti za određenu vrstuprimjene Dakle vrjednovanje zemljišta bavi se procjenom zemljišnihperformansi za određene namjene To uključuje praćenje i tumačenje klime tla ivegetacije te druge aspekte zemljišta u smislu zahtjeva za alternativnim oblicimakorištenja zemljišnih resursa unutar relevantnog fizičkog ekonomskog isocijalnog konteksta

Dobra procjena proizvodnog potencijala tla uključuje agroekološka svojstva ali ikvantifikaciju načina njegove uporabe pa se isključivanjem sociološko-ekonomske grupe atributa usvaja fizički pristup u proizvodnji hrane za koji jekarakteristična kvalitativna procjena proizvodnih sposobnosti tla Takav pristupprocjene produktivnosti tala zastupa većina konvencionalnih metoda koje tlarazvrstavaju u bonitetne klase pri čemu prva klasa ima očekivano višuproduktivnost prema drugoj (bonitiranje) Danas to više ne smije biti jedinikriterij jer kapacitet produkcije tla ovisi o složenom kompleksu i interakcijivelikog broja čimbenika Stvarna produktivnost ovisi i o motiviranostiproizvođača za proizvodni rizik odnosno za maksimalno ulaganje zatim potrebe

27

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

tržišta ekonomske politike države te socijalne i kulturne tradicije Nedostacikonvencionalne procjene odnosno bonitiranja pogodnosti zemljišta vrloefikasno se mogu riješiti kompjutorskim sofisticiranim modelima utvrđivanjapogodnosti zemljišta kakav je npr za usjeve ISPAID (Iowa Soil Properties andInterpretations)

Slika 41 Procedura digitalnog kartiranja tla za izradu jedinstvene bazepodataka EU

Odluke o korištenju zemljišta uvijek su bile dio evolucije ljudskog društva ali suse kroz povijest znatno mijenjale i danas govorimo o procesu planiranja

28

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

korištenja zemljišta u svim zemljama svijeta uključujući i one u razvoju Svrhaplaniranja korištenja zemljišta je donošenje odluke o najkorisnijem načinueksploatacije danas uz njegovo očuvanje za budućnost Stoga se planiranje ivrjednovanje zemljišta mora temeljiti na potpunom razumijevanju prirodnogokoliša kako bi se izbjegle sve vrste oštećenja prirodnih resursa (slika 41)

Potpuno kvantitativno određivanje i analiza produktivnosti tla zahtijeva visokosofisticiran računalni model mnoštvo točnih podataka o tlu i multidisciplinarnipristup Nažalost danas se praktično sve potrebne analize tla uglavnomobavljaju unutar agronomske struke odvojeno od drugih disciplina te je stogaprocjena produktivnosti tla ograničena uglavnom samo na agrološke aspekteproizvodnje hrane

U principu prihvaćanje koncepta zemljište je od osobite važnosti jer je zemljišteznatno širi pojam od tla koje je zapravo njegov dio jednako kao što su tovegetacija hidrologija fiziografija infrastruktura klima itd Samo male jedinicezemljišta su homogene u svim aspektima i njih je tada moguće identificirati iprikazati na zemljišnim vegetacijskim i hidrološkim kartama Zapravo za analizunije presudno je li tlo homogeno već koliko nehomogenost utječe na kapacitetproduktivnosti pod određenim uvjetima njegove uporabe

Pored kvantitativnih mjerila rizika (numeričke vrijednosti rangovi i dr)kompjutorski modeli uz pomoć GIS alata integriraju sve agroekološketehnološke i zemljišne podatke (pedološke topografske) u jedinstveniinformacijski sustavbazu Zbog brzog napretka tehnologije kao i potrebe zavelikim brojem relevantnih podataka u procjeni pogodnosti zemljišta sve se višeprimjenjuju i daljinska istraživanja Takva istraživanja podrazumijevaju primjenurazličitih metoda prikupljanja i interpretacije informacija o udaljenim objektimabez fizičkog dodira s njima pri čemu se koriste zrakoplovi sateliti i svemirskesonde kao uobičajene platforme za ovu vrstu opažanja Izraz daljinskoistraživanje obično je ograničen na metode koje rabe energijuelektromagnetskog zračenja kao sredstvo za otkrivanje i mjerenje svojstavaobjekata Takva definicija uključuje električno-magnetno indukcijska (EMI) igravitacijska mjerenja (snaga polja) pa daljinska istraživanja općenitoobuhvaćaju upotrebu različitih vrsta snimaka fotografskih termalnih radarskihitd

Koristeći suvremenu metodologiju i klasične analize procjene pogodnostizemljišta (fizikalne kemijske biološke i dr) moguće je razviti kompleksanprogramski alat za odlučivanje o potrebi kondicioniranja tla eliminiranjačimbenika minimuma izradu gnojidbenih preporuka uz davanje agrotehničkihsavjeta proizvođačima očuvanje i zaštitu prostora i dr te provesti rajonizacijuratarske i voćarsko-vinogradarske proizvodnje Prednosti takvog pristupa subrzina i pouzdanost informacijskog sustava utemeljenog na GIS-u za

29

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

utvrđivanje agroekoloških i ekonomskih rizika kod izbora terenatla za usjevepovrće zasnivanje voćnjaka i vinograda i dr

Produktivnost tla opisuje se indikatorima (parametrima atributima) koji mogubiti jednostavni (dubina nagib količina oborina itd) ili složeni od interakcijanekoliko jednostavnih (kapacitet za vodu propusnost tla ili prirodna plodnost)Ukupnost svih karakteristika daje zemljišnu kakvoću koja je određenainterakcijom jednostavnih i složenih parametara s različitom težinom za različiteuvjete ovisno o vrijednosti svih parametara na jednom mjestu Npropskrbljenost biljaka vodom određena je jednostavnim parametrima kao što sukoličina padalina i potencijal evapotranspiracije ali i složenim kakav jeretencijski kapacitet tla za vodu te interakcija između navedenih svojstava

Najčešće je način korištenja zemljišta određen tipom kulture (npr godišnja -usjevi i trajna kultura ndash nasadi pašnjaci) što je preširoko za kvantificiranjeproduktivnosti tla Tip korištenja zemljišta stoga se karakterizira ključnimatributima bioloških sociološko-ekonomskih tehničkih i drugih aspekata koji surelevantni za promjene u produktivnosti zemljišta Npr ključni atributi su biljnavrsta ili intenzitet njenog rasta tehnički know-how (znanje i vještina u primjenitehnologije) proizvođača veličina posjeda raspoloživa energija oruđa kapitallaboratoriji itd

Za procjenu veličine produktivnosti tla izbor usjeva je dominantan ključniatribut dok su ostali važni atributi određeni dostupnom tehnikom i financijskimsredstvima Stoga je kod niskog ulaganja u proizvodnju zaista nerealno koristitivisoku tehnologiju

Kombinacija zemljišne jedinice i načina korištenja zemljišta predstavlja sustavkorištenja pojedinog tla što je i temelj uspješne kvantifikacije Pri tomeproizvodnja više od jedne biljne vrste (kulture ili usjeva) na jednom polju u istovrijeme mora uzimati u obzir utjecaj jedne kulture na drugu (kompeticijaprema svjetlu vodi hranivima) Složen sustav je sastavljen od pojedinačnih iilimultiplih sustava korištenja tla Detalji i točnost svih osnovnih podatakaodređuju relevantnost procjene produktivnosti zemljišta a njih je potrebnounijeti u bazu podataka za potrebe kompjutorske interpretacije i procjenekapaciteta produkcije nekog tla

Temeljni problem dobre procjene produktivnosti zemljišta je kako prikazatikakvoću tla s jedne strane i njegove nedostatke unutar jednog sustava korištenjatla Naime tlo je pogodno za uzgoj neke kulture ako zadovoljava određenezahtjeve za korištenje koji su često izraženi pojmom kakvoće tla Ako zahtjev zakorištenje nije potpuno zadovoljen pogodnost tla je ispod optimalne ili uekstremnom slučaju tlo je nepogodno (ili neprikladno) za planiranu uporabu

Kakvoća tla i zahtjevi za njegovim korištenjem moraju biti kvantitativno opisaniodnosno moraju biti mjerljivi Npr utvrđivanje raspoloživosti vode vrlo je složenproblem jer je to dinamičan sustav čiji status reprezentira higroskopna

30

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kapilarna i gravitacijska voda a ukupni vodni potencijal tla je suma matriksosmotskog hidrostatskog pneumatskog i gravitacijskog potencijala (prva dva sunajvažnija) Dakle retencija vode je funkcija teksture tla ali i velik broj drugihparametara može utjecati na to svojstvo tla (npr zbijenost tla prisutnostnepropusne zone nagib tla visina podzemne vode homogenost soluma itd)

Zbog velikog broja čimbenika i njihovih dinamičnih međuodnosa funkcijska vezaizmeđu pojedinih svojstava tla je transfer funkcija koja se opisuje varijablama uodnosu na mjerljiva svojstva sustava Primjenom računarskih simulacijskihmodela primarne produkcije moguće je kvantificirati trenutne vrijednosti tlatakođer i za neku udaljenu vremensku točku Ako je raspoloživih podataka o tlu iklimi malo onda se mogu utvrditi samo opće karakteristike npr stanje vodešto je zapravo koncept FAO agroekoloških zona (AEZ) koji je razvijen za tunamjenu ali je nedovoljno precizan i služi samo za grubu procjenu kapacitetaprodukcije širih regija

Karte s jedinicama zemljišta su poseban reprezentant svojstava tla tjkombinacije njegovih klimatskih i fiziografskih karakteristika Na nesreću podacio zemljištu su rijetko potpuni i točni Npr klimatski podaci se sakupljaju umeteorološkim postajama koje pokrivaju šira područja i podložni su tzvprostornim distribucijama Klimatske odlike osciliraju po godinama a često suizražene tek kao prosječne vrijednosti koje tipiziraju pojedine zone u priličnoširokim regionalnim granicama S druge strane fizikalno-kemijska svojstva tla sumanje promjenjive veličine ali ih najčešće premalo ima jer su fizikalne i kemijskeanalize tla relativno spore i skupe

Tablica 41 FAO klasifikacija pogodnosti zemljišta (1976)

Red Klasa Podklasa

S(Suitable)Pogodno

S1(Visoko pogodno)

S2(Umjereno pogodno)

S2tS2dS2tditd

S3(Djelomično pogodno)

N(Not suitable)Nepogodno

N(Djelomično nepogodno)

N1yN1zitd

N2(Trajno nepogodno)

Ograničenja kod definiranja jedinica zemljišta često su uzrokovana fiziografskimpojavama (oblik zemljišta) i drugim nehomogenostima soluma ili matičnog

31

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

supstrata Zbog toga je potrebno skupiti što više relevantnih informacija o tlu iinterpretirati ih prije nego li određeno područje bude definirano kao zemljišnajedinica Najjednostavnija metoda čuvanja rukovanja i prikazivanja sređenihpodataka je alokacija svih podataka u prikladne ćelije u mrežnoj karti a zboglakšeg određivanja koordinata mjesta mrežu je najbolje uključiti u sustavmeridijana

Veličina mrežne jedinice je vezana uz svrhu procjene i određena gustoćomtemeljnih mreža Maping-monitoring sustav kakav je danas u svijetu vrlo čest svrlo grubom kartom predviđenom uglavnom za nacionalno (strateško)planiranje nije dovoljno pouzdan na razini parcele Zbog toga da bi se polučilastvarna korist od kvantifikacije produktivnosti tla (koncepta zemljište) iomogućilo regionalno planiranje proizvodnje hrane potrebna je izradapoludetaljnih (razina posjeda mjerilo 150000) detaljnih (razina malih posjedamjerilo 125000) i konačno vrlo detaljnih karata (razina parcele mjerilo110000) Svaka ćelija na karti mora biti označena kompletnim setom klimatskihi zemljišnih podataka To znači da najmanja zemljišna jedinica koja može bitianalizirana ima veličinu jedne mrežne ćelije Naravno veće jedinice nastajuagregacijom susjednih ćelija sličnih svojstava a takvo integriranje ima smislasamo unutar jednog sustava korištenja zemljišta

Tematske karte svojstava zemljišta (slika 42) imaju isključivo namjenuvizualiziranja svojstava tla (ili vremenskih trendova) s osnovnim informacijamaOsim toga one pomažu da se uoče anomalije u ukupnom setu podatakaIzračunavanja (računarska simulacija produktivnosti) se uobičajeno obavljaju zapojedinačne ćelije ili za grupu ćelija s identičnim sadržajem podataka paagregiranje tih grupa ćelija sa sličnim rezultatima daje prikladnu kartu Ako seodređivanje potencijalne proizvodnje uzme kao osnova za procjenu pogodnostitla mogu se javiti problemi kad su specifikacije razreda preširoke pa agregiranjedovodi do nepotrebnog gubitka informacija Kriterij za agregiranje kvantitativnih(utvrđenih) proizvodnih podataka u kvalitativne razrede pogodnosti može bitirelativna razina proizvodnje Npr tlo koje ima relativnu proizvodnost gt 80 jevrlo pogodno dok lt 20 relativne produkcije pripada klasi trajno nepogodnihzemljišta i isključuje tlo za poljoprivrednu namjenu

Kategorizacija pogodnosti tla često je puno složenija u pojedinim zemljama pase razlikuje red pogodnosti (grupiranje većih površina na temelju procjenepogodnosti za određenu namjenu) klasa pogodnosti (tipovi zemljišnog prostorarazličitog stupnja pogodnosti) podklasa pogodnosti (označavanje prostornihjedinica istog stupnja pogodnosti ali različitih ograničenja određenih klasompogodnosti) i jedinica pogodnosti (osnovna zemljišna jedinica) Kada je jednomodređena mrežna ćelija sa pojedinim zemljišnim svojstvima potrebno je jošodrediti tip korištenja zemljišta Međunarodna FAO klasifikacija pogodnosti(tablica 41) sva zemljišta dijeli na pogodna (3 klase) i nepogodna za proizvodnjuhrane (2 klase) Pojedine klase dijele se na podklase prema grupama čimbenika

32

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kao što su agronomski (svojstva tla potrebe biljaka i sl) management (lokacijamehanizacija prerada i dr) uređenje zemljišta (cijena krčenja čišćenja zaštitaod poplava izgradnja sustava za navodnjavanje i dr) kondicioniranja (rizicizaslanjivanja visoke podzemne vode erozije i sl) i socijalno-ekonomski faktoriSličan princip bonitiranja do nedavno je bio na snazi i kod nas (tablica 42) anije se puno promijenio niti novi sustav bonitiranja iz 2010 god koji je još uvijekkvalitativan te posve neprilagođen vremenu i suvremenim potrebama biljneproizvodnje

Dakle tip korištenja tla određen je biljnom vrstom (bdquokulturomldquo) koja se uzgaja iključnim atributima koji određuju razinu greške (rizika) proizvodnje Pri tom jeizbor biljne vrste ključni atribut dok ostali atributi korištenja tla općenitoodražavaju raspoloživu tehniku i upravljačku vještinu te klasificiraju tipkorištenja tla u elementarni tradicionalni ili napredni

Svaki tip korištenja tla postavlja specifične zahtjeve koji moraju biti ispunjenikako bi se osigurala potrebna razina proizvodnje Postoje razlike izmeđuzahtjeva za optimalno provođenje nekog sustava korištenja tla i minimalnihpotreba koje moraju biti zadovoljene Minimalni zahtjev za korištenje tla sadržisljedeće aspekte po biljnim vrstama

middot minimalna temperatura i duljina danamiddot minimalna gnojidbamiddot tolerantna zaslanjenost i pH tlamiddot minimalni zahtjevi za klijanjemiddot minimalni zahtjevi zakorjenjivanja (dubina soluma skelet)middot minimum radnih potrebamiddot potreba za irigacijom iili drenažom imiddot minimalna infrastruktura

Velik dio zemljišnih resursa ima jedan ili više ograničavajućih čimbenika Nanašoj planeti stresovi vezani za biljnu proizvodnju su raspoređeni na sljedećinačin za 23 stresova odgovoran je mineralni sastav tla za 28 uzrok je sušaza 12 suvišak vode a za 24 stresova odgovorna je loša struktura tla Dakle87 svih zemljišta Zemlje ne zadovoljava potpuno potrebe biljaka

Indikativni minimum zahtjeva da korištenje tla sadrži sve atribute tipa korištenjaa na prvom mjestu je zadovoljenje potreba biljne vrste-usjeva Neki odminimuma primjenjuju se kod svih razina tehnomenadžerstva npr temperaturai dnevno svjetlo Većina minimalnih zahtjeva uzima se u obzir za određenerazine tehnologije kao osnovni zahtjevi plodnosti potrebni za najnižu tehnološkurazinu ali uglavnom ne ugrožavaju tip korištenja tla uz moguća dodatnaulaganja Nadalje drugi čimbenici koji nisu navedeni mogu biti vrlo značajninpr visoka tržišna cijena ili zalihe mogu odmah natjerati proizvođača da prihvatinisku razinu proizvodnje bez obzira na tip korištenja tla

33

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 42 Bonitet zemljišta (Pravilnik o bonitiranju zemljišta (NN 471982)

1) Duboka zemljišta ilovaste teksturepropusna dobro drenirana neutralnereakcije u kojima je podzemna voda ispod120 cm dobrog adsorpcijskog kapacitetanagiba manjeg od 5 zaštićena odpoplava laka za obradu (naročitomehaniziranu) i navodnjavanje

1a) ilovaste teksture ravna dobro drenirananagib lt 2 bez erozije

1b) ilovaste teksture ravna dobro drenirananagib lt 4 slabo izložena eroziji

1c) ilovaste teksture ravna dobro drenirananagib lt 5 slabo izložena eroziji

2) Srednje duboka zemljišta ilovasta iliglinasta umjerene do dobre propusnostidobro drenirana neutralna ili slabo kiselapodzemna voda do 100 cm na ravnom ilinagiba ispod 8 moguća slaba erozija ilikratkotrajne poplave laka ili srednje teškaza obradu pogodna za mehaniziranuobradu i navodnjavanje

2a) ilovaste teksture dobro drenirana naravnom ili nagib ispod 3 izložena slabojeroziji

2b) glinaste teksture teško propusnaumjereno do dobro drenirana na ravnomili malo nagnuta nagiba manjeg od 8 izložena slaboj eroziji

2c) glinaste teksture teško propusnaumjereno do dobro drenirana nanagnutom terenu nagiba manjeg od 8 sadrže površinski skelet i izložena slabojeroziji

3) Srednje duboka i duboka zemljišta ilovasteili glinaste teksture umjereno do teškopropusna dobro do nepotpuno dreniranaod slabo alkalne do srednje kisele reakcijepodzemna voda do 80 cm dubine nagibado 16 i neravna izložena eroziji ikratkotrajnim poplavama lako do teškoobradiva ograničena upotrebamehanizacije potrebne su mjere zaštite oderozije odnosno poplava

3a) ilovaste teksture dobro propusna srednjeizložena eroziji

3b) glinaste ili ilovaste teksture do 10 skeleta slabo drenirana i teško propusnanagnuta do 16 neravna srednjeizložena eroziji

3c) glinaste ili ilovaste teksture do 10 skeleta slabo drenirana i teško propusnanagnuta do 16 neravna izložena jakojeroziji

4) Duboka srednje duboka i plitka zemljištailovaste ili glinaste teksture koja moguimati do 30 skeleta ili pjeskovita s manjeod 10 gline alkalne do jako kiselereakcije ili zaslanjena dobro do teškopropusna duboke podzemne voderedovno ali kratkotrajno poplavljena iliprevlažna nagiba do 30 s izraženompovršinskom erozijom potrebne su mjerezaštite od poplava i erozije

4a) umjereno do dobro drenirana zemljištaslabo skeletna do 10 i nagiba ispod 10 izložena eroziji

4b) kratkotrajno prevlažna srednje skeletnazemljišta (do 30 skeleta) loše dreniranasrednje duboka

4c) često vlažena zemljišta skeletna do 30 loše drenirana nagnuta nagiba do 30 izložena svim oblicima erozije srednjeduboka

5) Plitka i srednje duboka tla koja sadrže do 50 skeleta do ekstremno kisele reakcijesrednje dugo prekomjerno vlažna izložena redovnim poplavama u ravnici ili nagiba do 45 s izraženim tragovima površinske erozije Neophodna je zaštita od erozije i meliorativnizahvati Dijele se u dvije podklase (skelet do 30 ili 50 uz nagib do 45 )

6) Uglavnom plitka zemljišta koja sadrže do 70 skeleta dugotrajno vlažena ili plavljena inagiba do 45 te izložena jakoj eroziji visoka razina podzemne vode (dvije podklase)

7) Uglavnom plitka zemljišta koja sadrže do 70 skeleta nagiba do 60 izrazito erozivnazaslanjena ili alkalizirana Uz zaštitu od erozije moguće ih je koristiti samo kao livadepašnjake ili šume (dvije podklase)

8) Plitka zemljišta do 80 skeleta Moguće ih je koristiti samo za pašnjake ili šume

34

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 42 Primjer karte relativne zemljišne pogodnosti za usjeve Osječko-baranjske županije (Program ALRxpdVukadinović 2010 QGISkriging ~ 17500 uzoraka)

Kada pri izboru tipa korištenja tla postoji neodlučnost uvijek je potrebnorazmotriti sve minimalne zahtjeve za proizvodnju Npr kod izbora biljne vrste zaproizvodnju šećera u Hrvatskoj jedini izbor je šećerna repa s obzirom na njenezahtjeve za temperaturom i dužinom osvijetljenosti Naime šećerna trskazahtjeva minimalnu temperaturu od 15 degC i kratak dan dok je šećerna repabiljka dugog dana i podnosi minimalnu temperaturu od 5 degC Kad je u pitanjuminimum zahtjeva za gnojidbom onda je indikator potrebna minimalnakoncentracija nekog elementa u biljci ali i drugi fizikalno-kemijski parametrineplodnosti odnosno ograničavajući čimbenici uzgoja npr

middot saturiranost tla aluminijem (gt 60 )middot nepovoljan pHmiddot visok sadržaj CaCO3 ili CaSO4middot visoka koncentracija bora (gt 2 mg dm-3 u 11 H2O ekstraktu)middot visoka koncentracija klora (gt 10 cmol dm-3 u 11 H2O ekstraktu)middot preko 30 mg dm-3 NO3

- ili NH4+ iona (11 H2O ekstrakt) ili

middot preko 85 cmol dm-3 hidrogenkarbonata (11 H2O ekstrakt)

35

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Mala koncentracija elemenata u biljci indicira nisku raspoloživost hraniva što jeitekako kompleksan problem vezan uz brojne čimbenike neplodnosti nprdekompoziciju rezervnih hraniva a što se pak teško kvantificira jer ovisi od punočimbenika među kojima je najpromjenjivija mikrobiološka aktivnost

Slika 43 Dijagram toka interpretacijske baze tala Osječko-baranjskežupanije (Vukadinović 2010)

Sjeme za klijanje i nicanje zahtjeva potrebnu količinu vode kisika temperaturupovoljan pH a fotoblastično sjeme i određenu duljinu osvjetljenja Ipak u ranimetapama rasta biljaka kritična je struktura tla (npr u tlu mora biti lt 40 šljunka)i intenzitet erozije Zatim dubina ukorjenjivanja ne smije biti premala zakukuruz mora biti gt 50 cm šećernu repu i pšenicu gt 60 cm itd Minimalnizahtjevi kultivacije kod uporabe traktora ne dozvoljavaju nagib parcele veći od10 i sadržaj skeleta gt 5 dok za primjenu visoke tehnologije nagib ne smijebiti veći od 5 i tlo mora biti bez skeleta

U najrazvijenijim zemljama svijeta tlu se kao izuzetno važnom resursu pridajevažnost nezamjenjivog prirodnog resursa Zbog toga se pokušavaju utvrditi ikvantificirati svi čimbenici koji utječu na svojstva tla i njegovo korištenje kako bise tlo očuvalo zaštitilo od degradacije ili onečišćenja povećala njegovaproduktivnost i omogućilo planiranje proizvodnje dovoljne količine i kvalitetne izdravstveno ispravne hrane (slika 44) U tom se smislu istražuju sva svojstva tlai klime antropogeni i drugi utjecaji a podaci se spremaju u kompjutorske bazepodataka u kojima se kompleksnim i sofisticiranim načinom interpretiraju i takooplemenjeni svestrano koriste Naravno s tom svrhom razvijeno je nizkompjutorskih modela prilagođenih različitim namjenama agroekološkim idrugim uvjetima različite složenosti i najčešće podržanih GIS-om odnosnogeostatističkom analizom i predikcijom prostornih svojstava Budući da je modelpojednostavljeni prikaz izračunate stvarnosti dobivene bez potrebe za

36

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

obavljanjem pokusa modeli se uspješno primjenjuju u procjenivrjednovanjuzemljišta čemu smo i mi doprinjeli (slika 43)

Modeli su klasificirani prema složenosti računanja (kvalitativno dokvantitativno) deskriptivno složeni (empirijski do mehanicistički) i mogu bitirazličite organizacije Biofizikalni modeli su uglavnom pojednostavljeni sustavikorištenja zemljišta koji omogućuju predviđanje i prije njihove stvarne primjeneNjima se predviđa korištenje zemljišta u fizičkom kvantitativnom smislu kao štosu prinos usjeva opskrba hranjivim tvarima učinci na okoliš opasnost oderozije obradivost i dr te utjecaj na gospodarenje zemljištem Također modeliza vrjednovanje zemljišta mogu biti temeljeni na zemljišnim svojstvima(zemljišnim indeksima visini prinosa cijeni zemljišta plodnostikakvoći ilikombinaciji npr cijeni zemljišta i postignutim prinosima) pa čak i na razliciprema drugim tipovima korištenja zemljišta ali se uvijek unutar modelauspostavlja red važnosti ili hijerarhija pojedinih svojstava

Najjednostavniji modeli su holistički teško ih je formalizirati te se ne moguekstrapolirati ali u vrjednovanju pogodnosti zemljišta npr za vinovu lozu čestose ističu jer objedinjuju lokaciju (franc terroir) i tradiciju u vinogradarstvu iproizvodnji vina Premda će uvijek postojati dvojbe oko značaja terroira naproizvodnju kvalitetnih vina mudar vinogradar svakako razumije interakcijuterena i kakvoće grožđa odnosno vina

Slika 44 Shematski prikaz korisnosti geoinformacija u procjeniproduktivnosti zemljišta

Ekspertni modeli formaliziraju stručne prosudbe o pojedinim zemljišnimsvojstvima Empirijsko-statistički modeli omogućuju kvantitativnu predikcijuprinosa usjeva dok dinamički simulacijski modeli koriste vremenski slijed ulaznihpodataka za simulaciju biofizikalnih mehanizama (npr rasta razvitka i tvorbeprinosa) i prema zakonima prirode daju odgovore za različite agroekološkeuvjete

37

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

U svijetu postoji niz interpretacijskih baza zemljišnih resursa npr SAD nanacionalnoj razini koriste više različitih baza kao što su State Soil GeographicDatabase (STATSGO) Soil Survey Geographic Database (SSURGO) Map UnitInterpretation Record Database (MUIR) National Soil Characterization Database(NSSC) a na razini pojedinih država vrlo je interesantna ISPAID baza tala Iowe(Iowa Soil Properties and Interpretations Database) koja koristi gotovo 110parametara za kvantifikaciju kapaciteta produkcije i pravi je primjer moderneinterpretacijske baze

Na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku već dvadesetak godina VladimirVukadinović prvi autor ovog udžbenika kreira i razvija interpretacijsku bazu talaistočne Hrvatske kao i kompjutorske modele za potrebe analize prognozeplaniranja poljoprivredne proizvodnje i provođenje mjera čuvanja tlaInterpretacijska baza temelj je razvoja ekspertnog sustava odlučivanja oracionalnoj gnojidbi ratarskih usjeva povrća te višegodišnjih kultura ali ikondicioniranja zemljišta uklanjanja faktora ograničenja u proizvodnji i savjetapoljoprivrednim proizvođačima u duhu dobre poljoprivredne prakse Nakon štose ALRxpd kalkulatorom utvrdi potreba gnojidbe uz mjere tehnološke iekonomske optimizacije uzgoja planiranih usjeva i mjere popravke tla podaci izizlazne baze u dbf formatu vizualiziraju se tematskim kartama u GIS-u (slika42) Time je ostvareno najvažnije svojstvo informacijskog sustava da se nakonprikupljanja podataka njihovog pohranjivanja ažuriranja i analiziranja kreirajukvalitetne informacije potrebne za donošenje ispravnih odluka o korištenjuzemljišta Baza podataka o tlu i biljnoj proizvodnji kombinirana s prostornimpodacima (karte zemljišta) uz implementaciju GIS tehnologije čini zemljišniinformacijski sustav tala istočne Hrvatske za usjeve i posebno za trajne nasade

411 Model procjene pogodnosti zemljišta za trajne nasade

S aspekta vrednovanja i zaštite zemljišta namijenjenog višegodišnjim nasadimaposebice vinogradarstvu zbog potrebe za puno većim brojem informacija uodnosu prema uzgoju usjeva GIS je postao nezamjenjiv alat za podršku procesudonošenja odluka Naime izbor terena za podizanje vinograda presudno utječena prinos kakvoću i profitabilnost u narednih 20 do 40 godina koliki jeeksploatacijski vijek takvog nasada Stoga je izbor lokacije za sadnju vinogradaizuzetno važan jer se pogreške u tom dijelu naknadno ne mogu ispraviti

Vinova loza i vino su prirodan proizvod na čija svojstva snažno utječe velik brojagroekoloških uvjeta a kombinacija vremenskih i prostornih varijabli naročitopromjenjivost tijekom vegetacije vinove loze daje lokacijsku specifičnost iprepoznatljivost vinu Stoga su za uzgoj vinove loze neobično važni lokalniagroekološki faktori napose klima i tlo Kako je mezoklima pod utjecajemtopografije ekspozicije nagiba barijera kretanju zraka (mrazni džepovi) i u

38

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

manjoj mjeri zemljišnog pokrivača (golo tlo trava usjev skelet) tipa tla i vlage utlu sve su to značajni indikatori za procjenu pogodnosti zemljišta za zasnivanjetrajnih nasada Također zbog izloženosti Suncu temperaturi zraka brzine vjetrai vlažnosti potrebno je uzeti u obzir i mikroklimatske značajke koje su ovisne otipu nasada sklopu i međusobnom rasporedu voćaka odnosno čokota bujnostiloze i orezivanju Za potrebe planiranja korištenja zemljišta koje će najboljezadovoljiti potrebe ljudi mudro je uključiti autohtono znanje jer lokalnostanovništvo obično ima vlastitu klasifikaciju pogodnosti poljoprivrednogzemljišta koja ne mora biti društveno i ekonomski optimalna (zbog različitihinteresa poljoprivrednika i šire zajednice kojoj pripadaju)

Izračun pogodnosti zemljišta za vinograde (Vukadinović neobjavljeno) čine dvijegrupe indikatora pogodnosti zemljišta

1) Limitirajući (ukupno 100 bodova indikatori koji isključuju sadnju vinograda)a) Nadmorska visina (m) do 30 bodova (slika 46)b) Nagib () do 15 bodovac) Ekspozicija ili aspekt (stupnjevi 0-360) do 10 bodovad) Volumna gustoća tla (g cm-3) do 15 bodovae) Retencijski kapacitet za vodu () do 10 bodovaf) Dubina soluma (m) do 10 bodovag) Skelet () do 10 bodova

2) Antropogeni (ukupno 100 bodova indikatori koji se kondicioniranjem iuređenjem zemljišta mogu popraviti tako da zadovoljavaju dugoročnopotrebe vinove loze)a) pH-KCl do 25 bodovab) Humus () do 15 bodovac) AL-P2O5 (mg 100 g-1) do 15 bodovad) AL-K2O (mg 100 g-1) do 15 bodovae) KIK (cmol(+) kg-1) do 10 bodovaf) CaCO3 () do 20 bodova

Indikatori se mogu primjenjivati koristeći tablične vrijednosti ili pak kaonelinearne skor funkcije (slika 45) Tablične vrijednosti indikatora dopuštajuprimjenu ovog modela za različite agroekološke uvjete uzgoja vinove loze pričemu je moguća promjena ranga (značaja indikatora) kao i njegovog trenda(tablica 44)

Za limitirajuće čimbenike prosječna vrijednost mora biti ge 40 inače sezemljište klasira kao nepogodno za vinovu lozu Antropogena grupa čimbenika(pH-KCl karbonati humus KIK AL-P2O5 i AL-K2O) zapravo je korektivni faktorlimitirajuće grupe indikatora pogodnosti zemljišta ali najviše do 20 (plusmn 10 uplus ili minus) Naime zemljišta s malo humusa mogu se humizirati kisela tla semogu kalcizirati a meliorativnom PK gnojidbom može (mora) se raspoloživost P iK podići do potrebne razine Te mjere se preporučuju kao obvezne i to prije

39

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

duboke obrade odnosno rigolanja pred sadnju Nakon sadnje podizanje razineorganske tvari moguće je samo ograničeno u duljem periodu redovitomorganskom gnojidbom dok je kalcizaciju i unos većih količina P i K teško mogućeizvesti bez većih oštećenja korijena

Slika 45 Oblik skor funkcija i rang limitirajućih indikatora za vinovu lozuistočne Hrvatske (Vukadinović neobjavljeno)

40

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Opisana metodologija podržana kompjutorskim modelima i GIS-om pogodna jekako za procjenu pogodnosti zemljišta za određenu poljoprivrednu namjenunaročito za rajonizaciju poljoprivrednog prostora tako i za donošenje odlukaanalize i planiranja segmenata poljoprivredne proizvodnje kao što je obradakondicioniranje uređenje i dr

Slika 46 GIS prikaz sigurne zone od mraza za vinovu lozu na Baranjskojplanini (gt 125 m nadmorske visine zeleno)

412 Model procjene pogodnosti zemljišta za obradu

Funkcionalni modeli moraju uvažavati funkcije procese i relevantne indikatorekojima se kakvoća tla u odgovarajućem segmentu može definirati kao mjerljivavrijednost (s relativno malom analitičkom ili mjernom greškom) uz primjenumetodologije (Vukadinović et al 2009) Stoga je vrlo teško kreirati učinkovit iujedno pouzdan model procjene pogodnosti tla za obradu pa takvih modela zaprocjenu pogodnosti obrade tla ima vrlo malo i uglavnom se temelje na samonekoliko indikatora Npr unutar interpretacijske baze ISPAID (Iowa StateUniversity 2006) samo su dva indikatora za procjenu pogodnosti obrade tla (TiltRating and Power Index) a temelje se na sadržaju gline praha i pijeska udjeluorganske tvari i dreniranosti tla Bogunović et al (1998) daju prikaz pogodnostizemljišta Hrvatske utemeljen na malobrojnim i nedovoljno pouzdanim podacimaOsnovne pedološke karte RH Na ovom mjestu se ukratko izlaže novi originalnikoncept procjene pogodnosti zemljišta za obradu (Vukadinović i Jug 2010)

41

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Kako je model tek aproksimacija stvarnosti uključeni su samo relevantni aspektiprocjene pogodnosti zemljišta za obradu na temelju raspoloživih podatakaNamjenske pedološke karte Hrvatske i kemijske analize tla čiji su uzorcigeolocirani uz pomoć GPS-a (ukupno 17500 uzoraka)

1) Opća obradivost (5 klasa temeljem tipa tla f1)2) Obradivost kod nepovoljnog stanja vlažnosti (3 klase temeljem tipa vlaženja

tla f2)3) Indeks potrebne snage (3D funkcija koja objedinjuje volumnu gustoću tla i

sadržaj organske tvari u njemu f3)4) Primjenjivost direktne sjetve (3 klase temeljem fizikalnih svojstava tipa tla

f4)5) Automorfni (uključuje i pH) ili hidromorfni tip tla (4 klase logična funkcija

f5)6) Nagib terena (6 klasa temeljem nadmorske visine)

Prosječna pogodnost svih tala za obradu istočne Hrvatske procijenjena jeopisanim modelom na 496 (odgovara FAO klasifikaciji S3 ograničenopogodno) uz relativno visok koeficijent variranja (Kv = 3325 tablica 43 i slika47)

Tablica 43 Distribucija pogodnosti zemljišta za obradu Osječko-baranjskežupanije (ha)

Međutim vrlo je malo trajno nepogodnih tala (lt 1 i to samo močvarno glejnovertični tip) privremeno nepogodnih ima gotovo trećina (30 ) dok na S3otpada gotovo polovica uzoraka (45 ) na S2 (umjereno pogodno) šestina (18) a izvrsnih tala (S1 vrlo pogodno) za obradu svega je 7 Geostatističkaobrada krigingom ograničena je samo na Osječko-baranjsku županiju (slika 47tablica 44) gdje se i nalazi najveći broj analiziranih uzoraka tla te je utvrđenanešto drugačija distribucija pogodnosti za obradu u odnosu na prostor istočneHrvatske Naime manje od 13 je nepogodnih poljoprivrednih površina (FAOklasa pogodnosti N1 i N2 privremeno i trajno nepogodno) dok je dvije trećinesvrstano u klasu S3 (ograničeno pogodno) što upućuje na niz mogućih problema

Površina Osječko-baranjskežupanije Klase pogodnosti zemljišta za obradu

Površina poljoprivrednogzemljišta (ha)

300007(73 )

N2 251 (008 )N1 38039 (127 )S3 198820 (663 )S2 58989 (197 )S1 3909 (130 )

Površina šuma i šikara (ha) 112198(27 ) 413923 ha (100 )

42

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

u obradi Svega 21 (obradivost klase pogodnosti S1 i S2) tala pripada u dobre iizvrsne površine za obradu

Slika 47 Karta zemljišne pogodnosti za obradu Osječko-baranjskežupanije obrada krigingom ~ 17500 uzoraka (Vukadinović i Jug2010)

Agricultural Land Issues (Saskatchewan Canada 2009) računa produktivnosttla primjenom sljedeće formule

FR = ((C + OM + T + (P PAF) (-DEP) Phys) - Econacute acute acute

FR = konačna ocjenaC = ocjena klimeOM = organska tvar tlaT = teksturaP = ocjena profilaPAF = faktor prilagodbe profila-DEP = faktor dubinePhys = fizikalni čimbeniciEcon = ekonomski čimbenici

Elementi modela procjene pogodnosti za usjeve prikazani su u poglavlju outvrđivanju potreba u gnojidbi

43

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 44 Model procjene pogodnosti zemljišta kombiniranim pristupom(korištenje tablice rangova 3D funkcije i logičkog izraza)

Opća obradivost (f1) rang1) tla pogodna za obradu 152) tla umjereno pogodna za obradu 103) tla ograničeno pogodna za obradu 54) tla privremeno nepogodna za obradu 25) tla trajno nepogodna za obradu 0Obradivost kod nepovoljnog stanja vlažnosti (f2) rang1) može se obrađivati u širokom rasponu stanja vlažnosti 252) može se obrađivati unutar optimalne vlažnosti 103) može se obrađivati unutar uskih granica (minutna tla) 5Funkcija indeksa potrebne snage za obradu (f3)

Primjenjivost direktne sjetve (No-tillage) (f4) rang1) bez ograničenja 102) nakon agrotehničkih i hidrotehničkih mjera popravka 73) trajno ograničenje 4Indeks načina vlaženja tla (f5)IF (tip tla = automorfan and pH-KCl gt 5)

THEN rank = 20ELSE rank = 0ELSEIF (tip tla = hidromorfan AND pH-KCl gt 5)

THEN rank = -5ELSE rank = -10

ENDIFNagib terena (procjena temeljem nadmorske visine u m) (f6) rang0 10100 8150 6200 4250 2500 1

44

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

42 TIPOVI TLA

S aspekta Ishrane bilja tlo je živi dinamičan izvor hraniva nužan za život biljakakoji čine fizikalna sredina specifičnih kemijskih i bioloških svojstava tipičnih zapojedine prirodne i antropogenizirane tipove tala U prirodnim ekosustavima(npr šumskim) kakvoća tla je njegova inherentna sposobnost održavanja biljne iživotinjske produktivnosti Međutim razoravanjem djevičanskih tala i njihovimvišegodišnjim korištenjem u biljnoj proizvodnji uz primjenu potrebnihagrotehničkih i hidrotehničkih mjera tip tla odnosno njegova pedološko-sistematska oznaka ni u kojem slučaju ne može biti odrednica primarneorganske produkcije nekog tla Naime prirodna svojstva nekog tla mogu seznatno unaprijediti ili čak bitno izmijeniti u funkcionalnom smislu sve do razinekoja opravdava ulaganje i omogućuje profit biljne proizvodnje Daklepoboljšanja biljno-hranidbenog kapaciteta tla kao supstrata biljne ishranetreba isključivo promatrati u agrokemijskom a nikako u pedološkom smislu

Funkcioniranje plodnog tla je blizu optimalnog kapaciteta sadržaja i kruženjahraniva koja omogućavaju biljkama rast i djelotvorno iskorištenje hraniva Uzdravom tlu hraniva se nalaze u pristupačnom obliku te ih biljke koriste premasvojim potrebama U takvom tlu postoji minimalna opasnost od ispiranjahraniva erozije ili gubljenja hraniva volatizacijom Hraniva se kreću u zonikorijenovog sustava te smanjuju potencijalnu kontaminaciju okoline

421 Osnove hrvatske klasifikacije tala

Ne ulazeći preduboko u pedološku sistematiku naših tala s obzirom na predmetizučavanja Ishrane bilja i razmatranje tla kao supstrata biljne ishrane usljedećem poglavlju izložene su osnove Hrvatske pedološke sistematizacije talaa zatim je dan kratak prikaz najčešće korištenih tipova tla s aspekta njihovogprirodnog i agrološkog potencijala produktivnosti navođenjem faktoraograničenja i mjerama njihove popravke

Odjel automorfnih tala

1 Klasa nerazvijenih tala (A)-C profila Tipovia) Kamenjar (Litosol)b) Sirozem (Regosol)c) Eolski pijesak (Arenosol)d) Koluvijalno tlo (Koluvium)

2 Klasa humusno akumulativnih tala A-C profila Tipovi

45

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

a) Vapnenačko-dolomitna crnica (Kalkomelanosol)b) Rendzina (Rendzina)c) Humusno-silikatno tlo (Ranker)d) Černozem (Černozem)e) Smonica (Vertisol)

3 Klasa kambičnih tala A-(B)-C profila Tipovia) Eutrično smeđe (Eutrični kambisol)b) Distrično smeđe (Distrični kambisol)c) Smeđe krečnjačko (Kalkokambisol)d) Crvenica (Terra rosa)

4 Klasa eluvijalno iluvijalnih tala A-E-B-C profila Tipovia) Lesivirano (Luvisol)b) Podzol (Podzol)c) Smeđe podzolasto (Brunipodzol)

5 Klasa antropogenih tala P-C profila Tipovia) Rigolano (Rigosol)b) Vrtno (Hortisol)

6 Klasa tehnogenih tala građe profila I-II-IIIhellipTipovia) Tlo deponija (Deposol)b) Flotacijski materijal (Flotisol)c) Nanosi iz zraka (Aeroprecipitati)

Odjel hidromorfnih tala

1 Klasa pseudoglejnih tala A-Bg-Eg-C profila Tipa) Pseudoglej

2) Klasa nerazvijenih hidromorfnih tala građe (A)-I-II Tipa) Aluvijalno tlo (Fluvisol)

3) Klasa semiglejnih tala A-C-G profila Tipa) Fluvijativno livadsko tlo (Humofluvisol Semiglej)

4) Klasa glejnih tala A-G profila Tipovia) Pseudoglej-glejnob) Ritska crnica (Humoglej)c) Močvarno glejno (Euglej)

5) Klasa tresetnih tala T-G profila Tipovia) Izdignuti (visoki) tresetb) Prijelazni tresetc) Niski treset

6) Klasa antropogenih tala P-G profila Tipovia) Tla rižišta

46

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

b) Rigolano tresetnoc) Hidromeliorirano

Odjel halomorfnih tala

1 Klasa akutno zaslanjenih tala Asa-G ili Asa-CG profilaTipa) Solončak

2 Klasa soloneca A-Btna - C profil Tipa) Solonec

Odjel subakvalnih tala

1 Klasa nerazvijenih subakvalnih tala (A) - C ili A-G profila Tipa) Protopedon

2 Klasa subakvalnih tala A-C ili A-G profila Tipovia) Gitja (Gyttja)b) Daj (Dy)c) Sapropel (Sapropel)

422 Sirozem (Regosol)

Sirozemi su nerazvijena tla (A)-C građe profila Nastaju erozijom soluma ranijeformiranih tala najčešće na rastresitom matičnom supstratu (eruptivi zrnastestrukture les lapori karbonatni pješčenjaci kristalasti dolomiti) Uništavanjemprirodne vegetacije i neracionalnom obradom čovjek u znatnoj mjeri ubrzavaprocese erozije te se javlja kao dominantan čimbenik u njihovom nastajanju Uzto i klima s povećanom količinom oborina može ubrzati eroziju ali i u aridnijimuvjetima omogućiti intenzivniju mineralizaciju koja dovodi do evoluiranja urazvijena tla Svojstva sirozema ovise isključivo o prirodi matičnog supstrataNajpovoljnija fizikalna i mehanička svojstva imaju sirozemi nastali na lesu To sudobro aerirana relativno topla i ocjedita tla Sadržaj humusa je nizak (lt 1 )Kemijska svojstva su isključivo vezana za tip matičnog supstrata Silikatniregosoli su nekarbonatni odnosno neutralnu reakciju imaju regosoli nabazičnim supstratima a kiselu regosoli nastali na trošini kiselih stijenaNajzastupljeniji podtip su silikatno-karbonatni regosoli s 10-20 CaCO3 apH(H2O) = 78-85 U sastavu adsorpcijskog kompleksa ovog podtipa dominirajuCa2+ i Mg2+ ioni

47

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Sirozemi u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji su zemljišta vrlo dobrihproizvodnih sposobnosti Na rastresitim supstratima je omogućen nesmetanrazvoj korijena Prije podizanja plantažnih nasada voćnjaka i vinograda potrebnoje provesti protuerozijske zaštitne mjere (terasiranje zatravljivanje međurednogprostora obrada po izohipsama malčiranje konturna obrada i sadnja) Uzredovnu gnojidbu mineralnim gnojivima prvenstveno dušičnim i fosfornimorganska gnojidba dodatno popravlja fizikalno-mehanička svojstva U jakokarbonatnim regosolima može doći i do imobilizacije željeza uslijed debalansaomjera CaMg što rezultira pojavom kloroze Posljedice se mogu ublažitiizborom kalcifilnih biljaka (npr podloge vinove loze koje mogu podnijeti visokekoncentracije CaCO3) unošenjem magnezija željeza i sumpora U sušnimklimatima regosole zaštićene od erozije treba navodnjavati umjetnim kišenjemnaročito na nagnutim terenima Od velike pomoći je produbljivanje oraničnogsloja što je relativno lako zbog rastresitog supstrata

Regosoli rigolani dublje od 60 cm prilikom podizanja trajnih nasada postajuantropogena tla odnosno Rigosoli

423 Koluvijalno tlo (Koluvium)

Koluviji kao nerazvijena ili slabo razvijena tla imaju građu profila (A)-C ili Ap-CProdukti su akumulacije transportiranog materijala u podnožju padina najčešćevodom (bujice površinski tokovi) U njihovom nastanku vrlo važnu ulogu imačovjek uništavanjem prirodnog biljnog pokrivača uz zanemarivanjeprotuerozijskih zaštitnih mjera Osim toga intenzivna obrada onemogućavaevoluciju jer ih kontinuirano održava u inicijalnoj fazi Antropogenizacijarigolanjem terasiranjem navodnjavanjem ili uklanjanjem suvišnog skeletaomogućava stvaranje Ap horizonta Zbog slojevite građe i različitog podrijetlatransportiranog materijala pokazuju veliku prostornu heterogenost teksturejednako i po dubini profila Količina skeleta i krupne sitnice najveća je na gornjimdijelovima koluvijalnih konusa Donji dijelovi su najčešće pjeskovito ilovasteilovaste i pjeskovite teksture To su uglavnom laka ocjedita topla i dobroaerirana tla niskog kapaciteta za vodu zbog čega lako stradavaju od sušeKemijska svojstva ovise im o mineraloškom sastavu pretaloženog materijala Svikoluviji su siromašni humusom svega 1-2 u inicijalnom horizontu Reakcijamože biti kisela (isprani karbonati u starijim tlima) neutralna i slabo alkalna(karbonatni i silikatni podtipovi) Općenito koluviji su tla s malim količinamaukupnog dušika i malo nitrata slabo opskrbljena fosforom ali dobro opskrbljenakalijem

Produktivna sposobnost i način korištenja koluvija ovise o vrsti transportiranogmaterijala Tako su skeletni koluviji na vrhovima konusnih nanosa neplodna tlakorištena eventualno kao pašnjaci Kod oglejenih koluvija na nižim terenima

48

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

treba provesti odvodnju suvišnih voda jer zbog plitkih podzemnih voda možedoći do zamočvarivanja ili zaslanjivanja Koluviji s prevagom sitnice i naročitodubokom podzemnom vodom intenzivno se koriste u poljodjelskoj proizvodnjiNa površinama bez navodnjavanja prevladava uzgoj ratarskih kultura Mjerekoje se mogu primijeniti za povećanje produktivnosti su zaštita od erozijenavodnjavanje humizacija melioracijska gnojidba mineralnim gnojivimaprodubljivanje oraničnog sloja regulacija potoka i rijeka na nagnutim terenimabrdskog područja

424 Černozem

Sklop profila černozema je Amo-AC-C Nastaje u područjima kontinentalne(stepske aridne do semiaridne) klime s hladnim i suhim zimama vlažnimproljećima te suhim i toplim ljetima Kontinentalna klima naše regije vlažnija jeod klime tipične ukrajinske černozemne zone Međutim prosječna količinaoborina od 600-650 mm godišnje s temperaturom 10-11 degC i evaporacijom oko710 mm godišnje stvara izvrsne preduvjete za genezu černozema Bujan razvojstepske i livadno-stepske travne vegetacije tijekom proljeća zbog zaliha zimskevlage usporava i staje s početkom suhog i toplog ljeta Suha klima u ljetnimmjesecima i niske temperature zimi značajno usporavaju mineralizacijuorganske tvari u tlu dok se najintenzivnija humifikacija i akumulacija humusaodvija u vlažnijim periodima godine Matični supstrat je prapor (les) aluvijalninanosi pijesak i pjeskoviti les Formira se na ravnim reljefnim oblicima lesniplatoi na 90-140 m nadmorske visine lesne terase na 70-90 m i suhe riječneterase ispod 70 m nm Geneza tipičnog černozema je vezana za lesne platoe iles bogat karbonatima (20-30 CaCO3) Les kao matični supstrat povoljnoutječe na fizikalna svojstva tala jer je ilovaste teksture rastresit porozan iocjedit Les na terasama prolazi kroz djelomičnu metamorfozu te postaje glinastoglejen ili alkaliziran U tipičnim černozemima nema utjecaja podzemnih vodakoje su na lesnim platoima dubine 10-40 m a na terasama 3-5 m Umikrodepresijama je moguće oglejavanje dubljih slojeva a ako su podzemnevode plitke i zaslanjene dolazi do zaslanjivanja i alkalizacije

Černozemi imaju povoljna fizikalno-mehanička svojstva Na lesnim platoima suilovaste teksture na terasama glinasti a najbogatiji glinom su izluženi(nekarbonatni u A horizontu) i oglejeni podtipovi Struktura je stabilnamrvičasta a vodnozračni i toplinski režim su izvrsni Odnos krupnih i sitnih poraje najpovoljniji 32 To su duboka tla sa solumom debljine 60-120 cm rastresitaocjedita umjereno zbijena nisu ljepljiva u vlažnom stanju pri obradi se lakodrobe i ne pružaju veliki otpor te se kvalitetno mogu obrađivati u velikomintervalu vlažnosti Biljke se lako ukorjenjuju i imaju vrlo dubok i razgranatkorijenov sustav Sadržaj humusa naših černozema je 2-5 a CN odnos je oko

49

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

10 Većina tala je karbonatna već od površine s 3-20 CaCO3 u oraničnom slojudo 35 u prijelaznom AC Reakcija karbonatnih černozema je slabo alkalna(pH(H2O) = 75-85) a kod ostalih neutralna KIK je 30-35 cmol(+) kg-1 azasićenost adsorpcijskog kompleksa bazama je jako visoka (gt 85 a ukarbonatnim podtipovima i preko 97 ) Opskrbljenost ukupnim dušikom unašim černozemima je relativno dobra (016-030 ) Fosfora kako mineralnogtako i organskog ima dovoljno Opskrbljenost kalijem je osrednja

Černozem je jedno od najplodnijih tala međutim u uvjetima niske agrotehnike isemiaridne klime (suša barem jedan mjesec tijekom godine) prinosi znatnovariraju Visoka plodnost je odlika karbonatnih izluženih i oglejenih černozemaa najnižu imaju zaslanjeni alkalizirani i erodirani varijeteti Intenzivnimkorištenjem u proizvodnji hrane uz relativno nisku agrotehniku plodnost sesmanjuje Značajno opada sadržaj humusa i hraniva pogoršava se struktura tlajavlja erozija a kod nekih varijeteta i plitke podzemne vode Stoga je uintenzivnoj eksploataciji černozema dobro uvesti gnojidbu stajnjakom plodoreds višegodišnjim travama zbog sprječavanja pogoršavanja fizikalnih svojstava tetako usporiti procese mineralizacije organske tvari Također produbljivanjeoraničnog sloja u kombinaciji s organskom gnojidbom značajno smanjujeopasnost stvaranja tabana pluga zbijenost i poboljšava procjeđivanje vode akako su černozemi nalaze u semiaridnoj klimatskoj zoni u blizini velikih rijekanavodnjavanje je efikasna mjera protiv suše i dr

425 Eutrično smeđe tlo (Eutrični kambisol)

Građa profila eutrično smeđeg tla je A-(B)v-C ili A-(B)v-R Ovaj tip tla nastaje usemiaridnom do semihumidnom području s prosječnom godišnjom količinomoborina 600-700 mm i srednjom temperaturom 10-12 degC Geneza je vezana zavalovite brežuljkaste i brdovite reljefne oblike (100-500 m nadmorske visine) narazličitim matičnim supstratima les ilovasti jezerski i riječni sedimenti teneutralne i bazične eruptivne stijene Prirodna vegetacija su listopadne šumskezajednice Dobra prirodna drenaža omogućava infiltraciju oborinskih voda udublje dijelove profila Pritom na karbonatnim supstratima dolazi do ispiranjaCaCO3 iz soluma u procesu dekarbonatizacije Na nekarbonatnim supstratimauslijed ispiranja javlja se blaga acidifikacija soluma Ipak dominantanpedogenetski proces u eutričnim kambisolima je proces argilosinteze tijekomkojeg se formiraju sekundarni alumosilikati u kambičnom ili (B)v horizontu Umlađim tlima moguća je pojava pothorizonta (B)ca ili Cca u kojem se akumuliraCaCO3 ispran iz soluma Eutrično smeđa tla su duboka (izuzev skeletnihpodtipova) sa solumom debljine 50-100 cm Tekstura je ilovasta do ilovastoglinasta u kambičnom horizontu Stabilna graškasta do orašasta strukturapreduvjet je povoljnih vodozračnih odnosa cijelom dubinom profila Osrednjeg

50

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

je kapaciteta za vodu s vrijednostima 35-40 Kemijska svojstva su takođerpovoljna Eutrično smeđa tla su bogata bazama cijelom dubinom profila Umladim tlima reakcija u humusno akumulativnom horizontu obično je neutralnaa ponekad čak i slabo alkalna (pH(H2O) = 65-68) Pošto je u (B)v horizontuuznapredovao proces dekarbonatizacije pH u vodi se može spustiti do 55Sadržaj humusa je u šumskim tlima 2-6 a na oranicama svega 1-3 Radi se ozrelom humusu (mull tip) sa CN odnosom 9-14 Kapacitet adsorpcije kationa jeu rasponu 20-40 cmol(+) kg-1 Količina ukupnog dušika varira (01-03 ) biljkamapristupačnog fosfora ima malo a kalija osrednje Uza sve to treba naglasiti da jebiološka aktivnost izuzetno velika

Eutrično smeđa tla su dobre do izvrsne plodnosti ovisno o dubini profilaevolucijskoj starosti stupnju erozije antropogenom utjecaju i sl Najplodniji supodtipovi na lesu i aluvijalnim nanosima U intenzivnoj poljoprivrednojproizvodnji može se pojaviti niz problema pogoršana struktura uslijedneadekvatne obrade niski sadržaj humusa i hraniva moguća izražena teksturnadiferencijacija unutar profila manjak vode u sušnim uvjetima i erozija Rješenjeje moguće primjenom niza melioracijskih mjera poboljšanje strukture iintenzivna gnojidba organskim gnojivima uz uvođenje u plodored višegodišnjihtrava i siderata intenzivna gnojidba mineralnim gnojivima naročito dušičnim ifosfornim dok kalij treba dodati u većim dozama samo kod uzgoja kaliofilnihbiljaka ili u intenzivnoj proizvodnji uz navodnjavanje produbljivanje oraničnogsloja može se provesti jednokratno miješanjem A i (B)v horizonata uz pojačanugnojidbu navodnjavanje naročito u proizvodnji visokoprofitabilnih kulturaprotuerozijske zaštitne mjere su od velikog značaja za plantažne nasade(terasiranje konturna obrada oranje po izohipsama pravilan plodoredmeđuredno zatravljivanje) i dr Od ukupnih površina ovih tala čak 80-90 koristise u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji a svrstavaju se i u vrlo pogodnazemljišta za voćarsku i vinogradarsku proizvodnju

426 Crvenica (Terra rosa)

Sklop profila crvenice je A-(B)rz-R Nastanak ovog tipa tla usko je vezan za uvjetemediteranske klime s prosječnom temperaturom zraka iznad 12 degC godišnjomkoličinom oborina preko 1000 mm toplim i vlažnim zimama i obveznim suhimljetnim periodom Crvenice se formiraju u krškom najčešće brdskom reljefu ukojem dominiraju čvrsti vapnenci i dolomiti Prirodna vegetacija su šume hrastacrnike crnog bora hrasta medunca te njihovi različiti degradirani oblici (makija igarig) Za genezu crvenica je bitan proces rubifikacije tijekom kojeg dolazi dodehidratacije i kristalizacije oksida željeza koji se oslobađaju iz vapnenaca kaonetopljivi ostatak U vlažnom se periodu intenzivno ispiru karbonati i akumulirareziduum a u suhom se odvija dehidratacija te dolazi do kristalizacije hematita

51

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

(Fe2O3) S obzirom da nastaju na čvrstoj stijeni crvenice su uglavnom skeletna iplitka tla iako solum može biti i do 80 cm dubine Humusno akumulativnihorizont je tamne crvenosmeđe boje a kambični (B)rz izrazito crvene Premamehaničkom sastavu to su glinasto ilovasta do glinasta tla s 30-50 glineosrednjeg kapaciteta za vodu Struktura je poliedrična i stabilna Crvenice suocjedite dobrih vodozračnih svojstava sa sadržajem humusa 1-2 U većinislučajeva to su nekarbonatna tla ali u kontaktu s flišnim naslagama može doćido sekundarne akumulacije CaCO3 u manjim količinama Reakcija je neutralnado slabo kisela Zasićenost bazama među kojima dominiraju kalcijeve imagnezijeve iznad je 80 Kapacitet adsorpcije kationa dosta je visok 35-60cmol(+) kg-1 Uslijed niskog sadržaja humusa tla su siromašna dušikomOpskrbljenost fiziološki aktivnim fosforom vrlo je niska (oko 1 mg 100 g-1 tla) jeru prisutnosti većih količina seskvi oksida dolazi do fiksacije fosfora Sadržaj kalijaje osrednji (10-20 mg 100 g-1 tla)

Crvenice su osrednjih proizvodnih sposobnosti Budući su to plitka tla s punoskeleta lako stradavaju od suše Glavne mjere popravke su humizacijaintenzivna gnojidba fosfornim i dušičnim gnojivima borba protiv sušenavodnjavanjem protuerozijske mjere zaštite tla od erozije vodom i vjetromKoriste se u intenzivnom uzgoju niza poljoprivrednih kultura (duhan vinova lozavoće i povrće) a dug vegetacijski period u mediteranskom području omogućavada se uz navodnjavanje dobiju i dvije žetve godišnje

427 Lesivirano tlo (Luvisol)

Lesivirana tla su građe A-E-Bt-C Nastaju u područjima umjereno toplesemihumidne do humidne klime s prosječnom količinom oborina iznad 650 mmgodišnje i srednjom temperaturom zraka 8-11 degC Matični supstrati su pretežitoilovasti s više od 10 gline ili rahle stijene čijim raspadanjem se može formiratidublji ilovasti profil To su les pleistocenske ilovine tercijarni jezerski sedimentilakše teksture stariji koluvijalni i aluvijalni nanosi Reljefni oblici na kojimanastaju su stare riječne i jezerske terase zatravnjene i blaže valovite forme nanadmorskoj visini 100-700 m Prirodna vegetacija su uglavnom iskrčenemezofilne listopadne šume Za luvisole je karakterističan proces eluvijalno-iluvijalne migracije Suština je ispiranje čestica gline (lesiviranje) s bazamanajčešće kalcija i magnezija descedentnim tokovima vode iz humusnoakumulativnog i eluvijalnog horizonta U iluvijalnom argiluvičnom horizontu (Bt)dolazi do njihove akumulacije Preduvjet ovih procesa je blago zakiseljavanješto znači da se odvijaju u uvjetima umjerene do slabe kiselosti (pH(H2O) = 50-65) Svojstva lesiviranih tala su u direktnoj vezi sa supstratom Najbolje uvjeteza ukorjenjivanja biljaka imaju luvisoli nastali na lesu (tipični luvisol)pleistocenskim ilovinama i silikatnim supstratima S obzirom na oštro izraženu

52

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

teksturnu diferencijaciju profila svojstva svakog horizonta su specifična Debljinasoluma najčešće je u granicama 55-120 cm Površinski horizonti su premateksturi pjeskovite ili praškaste ilovače a Bt glinaste ilovače Struktura jestabilna mrvičasta u A horizontu do orašasta odnosno grudvasta u Bt Zboguznapredovanog procesa lesiviranja eluvijalni horizont može biti bestrukturanSadržaj humusa je do 2 a CN odnos 10-20 KIK je nizak (10-20 cmol(+) kg-1)Luvisoli su srednje opskrbljeni dušikom i kalijem a sadržaj pristupačnog fosforavrlo im je nizak

Proizvodna sposobnost odnosno plodnost lesiviranih tala ovisi o intenzitetuprocesa lesiviranja Ako je proces slabo izražen tla su plodnija jer je omogućenozadržavanje vlage i baza u Bt horizontu slabija je zbijenost i lakši prodorkorijena Međutim intenziviranje eluvijalno-iluvijalne migracije s aspektapoljoprivredne proizvodnje praćeno je nizom negativnih posljedica padsadržaja humusa i stabilnosti strukturnih agregata pojačano zbijanje Bthorizonta uz slabu perkolaciju vode pojačana acidifikacija ubrzavanje erozije napadinama Iz tog razloga u intenzivnu poljodjelsku proizvodnju treba uvestiagrotehničke mjere popravke Dubokim oranjem (barem do 40 cm) izmiješat ćese A E i djelomično Bt horizont Tako će se smanjiti zbijenost poboljšativodopropusnost a dio aktivnih koloida i baza vratiti će se u oranični sloj što ćeusporiti acidifikaciju Obzirom na nedostatne količine hraniva preporučljivo jeduboko oranje kombinirati s visokim dozama dušičnih i fosfatnih gnojiva (uzkalcizaciju kad je to potrebno) a za neke kulture i kalijevim gnojivimaKalcizaciju kao mjeru kemijske popravke najčešće nije potrebno provoditi Navalovitim se reljefnim oblicima antropogenizacijom potiče erozija stoga jepotrebno na padinama u agrotehniku uključiti i uobičajene protuerozijske mjere

428 Rigolano tlo (Rigosol)

Rigosoli su tla potpuno izmijenjene prirodne građe sa sklopom profila P-CNastaju rigolanjem (miješanjem) dva ili više genetskih horizonata i slojeva donajmanje 60 cm dubine Rigolanje je mjera koja se najčešće primjenjuje prilikompodizanja plantažnih nasada vinograda ili voćnjaka s ciljem homogeniziranjaoraničnog sloja do određene dubine Na taj se način mogu u velikoj mjeripromijeniti svojstva izvornog tipa tla (sirozem koluvij rendzina crvenicaeutrični kambisol luvisol pseudoglej) kao što su pH dubina vodnozračnirežim struktura tekstura sadržaj humusa zbijenost i sl Rigolani P sloj jeobično dubine 50-80 cm a ponekad i do 120 cm Vodni režim im je čestoneujednačen Kemijska svojstva su određena mineraloškim sastavom izvornogtipa tla

Produktivnost rigosola može postati vrlo visoka ako se rigolanje izvrši ukombinaciji s melioracijskom gnojidbom mineralnim i organskim gnojivima

53

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

sredstvima za kalcizaciju te primijene protuerozijske zaštitne mjere (terasiranjemeđuredno zatravljivanje konturna obrada i sadnja)

429 Pseudoglej

Građa profila je A-Eg-Bg-C Formira se na teksturno diferenciranim supstratimašto znači da se ispod relativno propusnog površinskog sloja na dubini 30-40 cmnalazi nepropustan horizont Stoga dolazi do suficitarnog vlaženja površinskihdijelova soluma stagnirajućom površinskom najčešće oborinskom vodom igeneze pseudoglejnog (g) horizonta Formira se u uvjetima semihumidne ihumidne klime (gt 650 mm oborina godišnje) na ravničarskim i valovitimreljefnim oblicima s blagim nagibima Geološka podloga su duboki rastresitisedimenti s prirodnim pokrovom hrastovo-grabovih šuma Kod pseudoglejajasno se razlikuju tri faze mokra ndash tlo je saturirano vodom u periodu zima-proljeće dominiraju redukcijski procesi pa reducirani Fe2+ i Mn2+ spojevi kaolakopokretljivi migriraju u dublje dijelove profila vlažna ndash sadržaj vode jeizmeđu poljskog vodnog kapaciteta i točke uvenuća suha ndash sadržaj vode padaispod točke uvenuća dominiraju oksidacijski procesi a reducirane forme željezai mangana prelaze u oksidirane te se talože u vidu konkrecija tamnosmeđe docrne boje U pseudogleju nema oštre podjele na oksidacijski i redukcijskihorizont Umjesto toga nastaje morfološki specifičan pseudoglejni horizont(mramorirani izgled) kao posljedica naizmjeničnog smjenjivanja mokre i suhefaze Površinski horizonti (A i Eg) su prema teksturi praškaste ilovače s više od40 praha a pseudoglejni (Bg) glinaste ilovače Zbog slabo izražene strukture ipuno praha površinski sloj pseudogleja se vrlo često u mokroj fazi pretvara ukašastu masu koja isušivanjem postaje tvrda i vrlo kompaktna Najviše pora imaA horizont a pseudoglejni je praktično nepropustan za vodu s niskimkapacitetom za zrak (3-6 ) Sadržaj humusa je 1-3 i naglo opada s dubinomUkupnog dušika ima malo (~ 01 ) jer su procesi fiksacije dušika amonifikacije initrifikacije vrlo slabi a i znatne se količine nitrata gube iz tla denitrifikacijomCN odnos je 10-15 pH reakcija je slabo do umjereno kisela (pH(H2O) = 5-6) KIKje relativno malen od 10-20 cmol(+) kg-1 u površinskim horizontima a do 30cmol(+) kg-1 u Bg Zasićenost bazama je ispod 50 što takva tla čini lošimizborom za uzgoj pojedinih usjeva npr šećerne repe lucerne itd Pseudogleji susiromašni fosforom zbog njegove kemijske fiksacije Naime u pseudoglejimaslobodni fosfati grade Al i Fe-fosfate jer je humat efekt slabo izražen (nizaksadržaj uglavnom kiselog humusa slabog kelatizirajućeg potencijala)Opskrbljenost kalijem je različita često ispod 10 mg 100 g-1 tla (prema ALmetodi)

Proizvodna sposobnost prirodnih neuređenih pseudogleja je niska Obično sekao takvi koriste u ratarskoj proizvodnji ali daju vrlo promjenjive prinose koji

54

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

uvelike ovise o količini i rasporedu oborina te primijenjenoj agrotehniciMeđutim u intenzivnoj proizvodnji naročito voćarstvu i vinogradarstvu uzmeliorativnu gnojidbu i druge popravke pred zasnivanje nasada pseudoglejimogu imati zadovoljavajuću do visoku produktivnost Problem suvišnihpovršinskih oborinskih voda može se riješiti kombinacijom baulacije drenažnihkanala i rigolanja minimalno na dubini 50-70 cm Dubokim oranjem ilirigolanjem produbljuje se antropogeni P horizont miješanjem genetskihhorizonata A Eg i djelomično Bg Tako se povećava vodopropusnost poroznostkapacitet za zrak ubrzava aeracija Ovu mjeru je potrebno kombinirati sunošenjem melioracijskih doza fosfornih i kalijevih te organskih gnojiva(stajnjaka) uz kalcizaciju Kod višegodišnjih nasada treba voditi računa okoncentraciji mikroelemenata i eventualnom debalansu nakon kalcizacije Naratarskim se površinama mogu provesti mjere podrivanja krtičenja ilipostavljanje cijevne drenaže Od protuerozijskih mjera mogu se primijenititerasiranje zatravljivanje u plantažnim nasadima konturna obrada i sadnja

4210 Aluvijalno (fluvijalno) tlo - Fluvisol

Aluvijalna tla predstavljaju recentne riječne jezerske i morske nanose slojevitegrađe Građa profila je (A)-I-II Rasprostranjena su u nizinskim područjima uzvelike vodotoke (riječni poloji) Tekućice naročito za visokih vodostaja nose sasobom velike količine trošnog materijala koji se tijekom poplava taloži naokolne terase Sortiranje nošenog materijala odvija se duž vodotoka (od izvoraprema ušću taloženje sve sitnijeg materijala) poprečno na smjer vodotoka (kodizlijevanja uz obalu prvo se odlažu teže ili krupnije čestice a lakše i sitnije vodaodnosi dalje) i po dubini sedimentiranih slojeva Svojstva fluvisola ovise o vrstiistaloženog materijala Najlošija fizikalna svojstva imaju jako skeletni i jakoglinasti aluviji a najplodniji su ilovasti i pjeskovito ilovasti Većinom su toporozna vodopropusna dobro aerirana tla stabilnih mikroagregata Reakcija imje u rasponu od slabo kisele (nekarbonatni) do slabo alkalne (karbonatni)Opskrbljenost humusom je najčešće vrlo slaba (lt 1 ) kao i fiziološki aktivnimfosforom i kalijem S obzirom da su aluvijalna tla vrlo heterogena i njihovaproduktivnost je različita a najčešće se koriste u povrtlarskoj proizvodnji Tipičnialuviji su u klasi vrlo plodnih tala s dubokim fiziološki aktivnim profilom ipodzemnom vodom na 1-2 m Glavni ograničavajući čimbenik je poplavananošenje skeleta i pijeska a u skeletnim i lakopropusnim pjeskovitim formamausjevi često stradavaju od posljedica suše Stoga je bitno poduzeti barem nekehidromelioracijske zahvate kao što su obrana od poplava snižavanje razinepodzemne vode kanalskom mrežom navodnjavanje skeletnih i pjeskovitih formii dr Uz navodnjavanje je obvezna i humizacija te gnojidba visokim dozamadušičnih i fosfornih gnojiva

55

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

4211 Fluvijativno livadsko tlo (Humofluvisol Semiglej)

Humofluvisoli ili semigleji su građe A-C-G Za ovaj je tip tla karakterističnovlaženje podzemnom vodom dubljom od 100 cm Istovremeno se površinskidijelovi profila (A i C horizont) razvijaju u terestričnim uvjetima Nastaju udolinama velikih rijeka a najčešće dominiraju u centralnim dijelovima riječnihpoloja u negativnim reljefnim formama na lesnim platoima i lesnim terasamaPrirodnu vegetaciju čine zajednice nizinskih šuma (hrasta lužnjaka poljskogjasena johe i sl) ili livadskih trava Matični supstrati su različiti karbonatni ilinekarbonatni riječni nanosi najčešće ilovasti i glinasti a na prostoru Panonskenizine pretaloženi les Humusno akumulativni horizont je debljine 30-50 cmtamnosive tamnosmeđe ili crne boje Ilovaste forme nastale na teksturnolakšim aluvijalnim nanosima ili lesu stabilne su mrvičaste strukture dobrogkapaciteta za vodu ocjedite i prozračne te bogatije organskom tvari Kodglinastih formi vodnozračni režim je slabiji struktura grudvasta a moguća je ipojava vertičnosti Sadržaj humusa je 3-5 Semigleji su obično karbonatni akod često plavljenih može doći do ispiranja CaCO3 Reakcija je slabo kisela(nekarbonatni varijeteti) do slabo alkalna Ako su podzemne vode obogaćenelakotopljivim solima može doći do zaslanjivanja i alkalizacije KIK je dobar (20-40cmol(+) kg-1) a ovisi o sadržaju gline i humusa Opskrbljenost hranivima je dobra

Proizvodna sposobnost humofluvisola je izvrsna te se mogu svrstati u kategorijunaših najplodnijih tala To su duboka tla dobro opskrbljena hranivima dobrogvodozračnog režima Terestrični uvjeti u površinskim slojevima omogućavajuveliku biološku aktivnost i akumulaciju organske tvari Usjevi na humofluvisolimavrlo rijetko stradavaju od suše jer je u sušnijim periodima moguće dodatnovlaženje kapilarnim usponom podzemne vode

Razoravanjem djevičanskog semigleja dobiju se visoko produktivna tla ukoliko suprovedene potrebe hidrotehničke mjere (zaštita od poplava)

4212 Ritska crnica (humoglej)

Građa profila ritskih crnica je Aa-Gso To su duboka tla rijetko plića od 150 cmGeneza je vezana za doline naših velikih rijeka reljefne depresije ritove idijelove riječnih terasa gdje je oscilacija u razini podzemnih voda ovisna opromjenama vodostaja rijeka Matični supstrat su različiti fluvijativni nanosiilovaste do glinaste teksture pretaloženi les i eolski pijesci Amplituda kolebanjapodzemne vode je vrlo velika (od površine do minimalno 150 cm) što rezultiraizmjenama aerobnih i anaerobnih uvjeta U slučajevima kada su vode bogatesolima javljaju se procesi salinizacije i alkalizacije a humogleji mogu evoluirati uhalomorfna tla Humusno akumulativni horizont je najčešće dubine 50-70 cm a

56

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

ponekad i do 100 cm Kod karbonatnih podtipova je crne boje i sitno grudvastedo grudvaste strukture dok je kod nekarbonatnih jače naglašena siva nijansa uboji i poliedrična struktura U pravilu ritske crnice imaju nepovoljna fizikalnasvojstva Glinasta tekstura (30-40 gline) je uzrok narušenih vodozračnihodnosa jer se voda vrlo sporo procjeđuje a i količina krupnih pora je malaToplinski režim je nepovoljan (hladna tla) Kod teksturno najtežih varijanti (40-50 gline) točka uvenuća je visoka (~ 25 ) a propusnost za vodu izrazito niska(oko 10-7 cm s-1) Sadržaj humusa je 3-6 a CN odnos 10-20 U karbonatnimpodtipovima sadržaj karbonata se povećava s dubinom a kreće se u rasponu 1-17 u humusno akumulativnom do 30 u glejnom horizontu U vodi ritskihcrnica pH je visok (75-85) Nekarbonatni podtipovi su neutralne reakcijeVrijednosti KIK-a su visoke (20-50 cmol(+) kg-1) a zasićenost bazama iznad 85 Humogleji su vrlo dobro opskrbljeni dušikom i biljkama pristupačnim kalijem asrednje fosforom Međutim na teksturno težim ritskim crnicima kakve su kodnas u Baranji uz Dunav vrlo je izražena fiksacija kalija pa kemijska analiza tla ALmetodom može pokazivati zadovoljavajuću raspoloživost kalija koji biljke ipakne mogu usvojiti posebice ljeti u sušnom periodu

Produktivnost ritskih crnica je vrlo dobra a većina poljoprivrednih površina podovim tlima je meliorirana te uz spuštanje razine podzemne vode humogleji lakoevoluiraju u semiglejna tla (humofluvisole)

Mjere popravke humogleja su zaštita od poplava odvodnja pravilnaagrotehnika (duboka obrada pravilan izbor trenutka obrade kod donje graniceplastičnosti borba protiv korova gnojidba mineralnim gnojivima naročitofosfornim) popravak fizikalnih svojstava i u sušnim godinama navodnjavanje (iliubacivanje vode crpkama u otvorenu kanalsku mrežu)

Za stabilne prinose koji mogu dostići i znatno premašiti one na černozemima isemiglejima potrebno je provesti niz hidrotehničkih i agrotehničkih zahvata Uprvom redu to je obrana od poplava jer su ogromne štete u poplavnimgodinama zatim odvodnja suficitarnih voda kao što je snižavanje razinepodzemnih voda kanalskom mrežom i cijevnom drenažom prorahljivanjenaročito teških glinastih formi za uređivanje vodozračnog režima inavodnjavanje u sušnijim godinama jer se razina vode jako spušta pa oraničnisloj stradava od suše

4213 Močvarno glejno tlo (euglej)

Sklop profila euglejnih tala je Aa-Gso-Gr Njihova pedogeneza se odvija nanajnižim pozicijama riječnih terasa i u negativnim reljefnim formama s plitkompodzemnom vodom koja je unutar 80 cm od površine Obilježje ovom tipu tladaju izraženi hidromorfizam u humusno akumulativnom horizontu te jasna

57

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

diferencijacija glejnog horizonta na oksidacijski (Gso) i redukcijski (Gr)pothorizont U profilu se vrlo jasno uočavaju tri zone Donja zona (Gr) jekonstantno zasićena vodom te u njoj prevladavaju redukcijski procesi Dakleodvija se redukcija Fe3+ u Fe2+ spojeve viševalentnih Mn spojeva u dvovalentnesulfata do sulfida (najčešće crnog i teško topljivog FeS2) Posljedica je promjenaboje tla pa ona postaje zelenkasta (Fe(II) sulfat i Fe(II) silikati) sivoplavkasta(vivijanit) U srednjoj zoni (Gso) zbog oscilacija podzemnih voda dominirajuprocesi oksido-redukcije što znači da se prilikom dizanja podzemne vode javljaredukcija a njenim spuštanjem kisik ulazi u pore pa nastupa oksidacija Za ovajhorizont je tipično prisustvo velikih količina netopljivih oksidiranih spojevaželjeza i mangana u vidu tamnih zrnatih konkrecija i žućkastih crvenkastih ismeđih mazotina i pjega Kada je podzemna voda bogata kalcijevimhidrogenkarbonatom (Ca(HCO3)2) on se kapilarno uspinje u Gso prevodi unetopljivi CaCO3 i stvara bijele zrnate konkrecije Može se javiti i procesargilosinteze U gornjoj se zoni (Aa) velika količina organskih ostataka hidrofilnevegetacije razgrađuje u jako vlažnim uvjetima i stvara hidromorfni ili močvarno-barski humus Budući da su kod eugleja tijekom kraćeg perioda u sezoni poplavaili dizanja razine podzemnih voda sve pore saturirane vodom redukcijski procesisu vrlo slabi Dubina ovog horizonta je do 50 cm

Močvarno glejna tla se dijele na podtipove na temelju podrijetla suvišne vodeTako se razlikuju

a) Hipoglej - oglejavanje podzemnom vodom

b) Epiglej - oglejavanje površinskim pretežno poplavnim vodama kojestagniraju unutar 1 m u profilu i

c) Amfiglej - suvišno vlaženje podzemnom i poplavnom vodom a međuslojje slabije oglejen

Većina eugleja je težeg mehaničkog sastava što pretpostavlja i nepovoljnafizikalna svojstva jer više gline znači i veću zbijenost plastičnost ljepljivost ikontrakcije pri sušenju Svi podtipovi su dubokih soluma orašaste ili poliedričnestrukture Sadržaj humusa se kreće 3-6 kod mineralnih 10-30 kodhumoznih formi Pretežno su to nekarbonatna tla s reakcijom od slabo kisele doslabo alkalne KIK je 20-40 cmol(+) kg-1 a zasićenost bazama 80-90 sdominacijom iona Ca2+ Ukupne količine dušika nisu male ali zbog anaerobnihuvjeta nitratnog dušika je malo Opskrbljenost fosforom je također niska poštou anaerobnim uvjetima prelazi u netopive Fe(II) fosfate Kalija ima dovoljno

Proizvodna sposobnost močvarno glejnih bez melioracijskih zahvata je niska teje njihovo korištenje ograničeno na košnju trske i rogoza ili kupljenjenekvalitetnog sijena s vlažnih livada Stoga je za njihovu popravku potrebnoprovesti niz melioracijskih zahvata kao što su odvodnja duboka obrada imelioracijska gnojidba mineralnim gnojivima Hidrotehničke melioracijske mjereimaju za cilj spuštanje razine podzemnih voda drenažom (otvorena kanalska

58

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

mreža ili podzemna drenaža) sprječavanje poplava podizanjem nasipa i obranaod slivnih voda dizanjem razine perifernih dijelova parcela Nakon provedenihhidrotehničkih može se dogoditi u aridnim područjima da ljeti eugleji stradavajuod suše pa je potrebno provesti i navodnjavanje Ako podzemne vode nisuzaslanjene najbolje je da se primjenjuje podzemno navodnjavanje (subirigacija)Dubokom obradom tla intenziviraju se procesi oksidacije i mineralizacijeorganske tvari Obvezna je i gnojidba povećanim dozama fosfornih i dušičnihgnojiva

43 DUBINA TLA

Poljoprivredna tla moraju imati dovoljnu dubinu profila za potrebe ishrane iučvršćivanje biljaka S druge strane obrada tla sjetva sadnja gnojidba pa idruge agrotehničke mjere zahtijevaju potrebnu dubinu soluma Porastomdubine soluma povećava se korijenova zona i raste volumen tla iz kojega sebiljke opskrbljuju hranivima i vodom Kod sadnje korijen se nalazi na nekojinicijalnoj dubini (sjeme se polaže sjetvom na 5-10 cm) i rastom prodire u tlo upotrazi za hranom i vodom Neprestanim rastom (otvorena organizacijakorijena) što je posebno naglašeno za glavni korijen čija je osnovna zadaćasnabdjeti biljke s dovoljno vode on prodire kroz slojeve tla različite teksture igustoće Budući da podoranični sloj sadrži uobičajeno više gline uz slabupropusnost voda se često zadržava iznad te nepropusne zone (waterlogging) uzštetne posljedice pa i propadanje korijena u reduktivnim uvjetima (nizak pHnedostatak kisika odnosno hipoksija pa i anaerobioza - bez O2) Podoranični slojčesto može biti osobito na aluvijalnim terasama zacementiran (hardpan) aplitak solum obično korespondira s čvrstom stijenom kao matičnim supstratomšto predstavlja poteškoće u rastu korijena odnosno biljaka Vrlo česta barijerakorijenskom rastu je kemijske naravi te ekstremno nizak pH ali i zaslanjenost tlamogu restriktivno utjecati na rast korijena Pukotine u čvrstom podoraničnomsloju omogućuju pak biljkama moćnog korijena npr drvenastim vrstamavinovoj lozi i dr usvajanje vode (i hrane) s dubina većih od 20 m

Punu efektivnu dubinu s koje korijen još može usvojiti dovoljnu količinu vodebiljke dostižu sredinom vegetacije i ona prosječno iznosi 70 od maksimalnedubine korijena Tablica 45 pokazuje potrebnu dubinu soluma za ukorjenjivanjenekih poljoprivrednih biljnih vrsta

Dubina tla može se iskazivati i kao apsolutna veličina ali za poljoprivrednunamjenu važnija je efektivna dubina tla tj dubina fiziološki aktivnog profila ukojem korijen biljke nalazi vodu kisik i neophodna hraniva i ima pomoć korisnihmikroorganizama (rizoflora) Raspored i količina biljnih hraniva mijenja se kako

59

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

u vremenu tako i po profilu ovisno o zemljišnim klimatskim i biljnimčimbenicima što je izuzetno važno za raspoloživost hraniva Stoga se kod nekihmetoda utvrđivanje potrebe za gnojidbom (npr Nmin metoda) i za pojedinenasade (npr vinogradi voćnjaci) utvrđuje raspored i količina hraniva po dubiniprofila a vertikalna distribucija pojedinih elemenata biljne ishrane ovisna je i onjihovoj pokretljivosti u tlu Npr sulfati kloridi i natrij (iako je Na+ kation jako jehidratiziran) lako se premještaju u dublje slojeve soluma dok je koncentracijaslabo pokretnog fosfora i nešto manje kalija najveća u oraničnom sloju Elementičija je rezerva u tlu pretežito u organskoj tvari (C i N) nalaze se najvećim dijelomu gornjim slojevima soluma (slika 48)

Slika 48 Vertikalna distribucija nekih elemenata ishrane po dubini profila(Esteban et al 2001)

Tablica 45 Odgovarajuća dubina korijena nekih biljaka

Plitko ukorijenjene biljke(30-60 cm)

krstašice (kupus cvjetača i sl) celer salata lukkrumpir špinat povrće (izuzev kad je korijenrepa) mrkva krastavac

Srednja dubinaukorjenjivanja(50-100 cm)

grah stočna repa djetelina krastavac grašakpaprika soja šećerna repa suncokret duhanrajčica

Biljke dubokog korijena(90-150 cm)

vinova loza limun listopadno voće maslinelucerna ječam pamuk lan kukuruz lubenicezob sirak pšenica

60

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

44 TEKSTURA I STRUKTURA TLA

Čvrstu fazu tla čine čestice primarnih i sekundarnih minerala različite veličinemeđusobno prostorno povezane pri čemu između njih ostaju pore ispunjenevodom i zrakom Dakle pod teksturom se podrazumijeva udio pojedinih česticau građi čvrste faze tla ovisno o njihovoj veličini Struktura (pedality) označavanjihov međusobni raspored Ta svojstva su međusobno čvrsto povezana ipredstavljaju vrlo značajan čimbenik ishrane bilja Povoljna struktura i teksturatla znače i dobru poroznost i dreniranost dakle povoljne uvjete za rast korijenapovoljan vodnozračni režim odnosno dobru vododrživost i prozračnost tlaStoga se tekstura s pravom smatra mjerom kojom se dobro procjenjujepotencijalna plodnost nekog tla

Veličina čestica tla u principu ovisi o materijalu na kojem je tlo u procesupedogeneze nastalo odnosno svojstava matičnog supstrata a određuje selaboratorijskim metodama mehaničke analize tla Ovisno o promjeru čestice sesvrstavaju u najmanje tri klase

middot pijesak (002-200 mm ili 005-200 mm)middot prah (0002-002 mm ili 0002-005 mm) imiddot glina (lt0002 mm)

Česta je praksa da se čestice pijeska dijele na krupni (20-02 mm) i fini pijesak(020-002 mm) a krupnije frakcije prisutne na skeletnim tlima svrstavaju se ušljunak (sitan i krupan) Relativni odnosi između navedenih grupa čestica koristese za determinaciju tla prema teksturnim klasama (slika 49 i 410)

Povezivanjem pojedinih čestica primarnih i sekundarnih minerala te organsketvari tla nastaju sekundarne čestice koje se nazivaju makro i mikro strukturniagregati Mikroagregati se sljepljuju u veće makroagregate koji zapravo činestrukturu tla Granična veličina za razlikovanje mikro i makroagregata je promjerčestica od 025 mm

Tla kod kojih je agregacija mehaničkih elemenata slabo izražena su nestrukturnai u tu grupu ulazi većina pjeskovitih tala ali i neka teška glinasta Stabilnostagregata određena je kvalitetom organske tvari koja predstavlja adhezivnosredstvo a shematski izgled organomineralnog kompleksa tla prikazuje slika411 Kao mjera stabilnosti strukturnih agregata uzima se njihova otpornost naraspadanje pri vlaženju iako je zapravo vrlo važno da se agregati tla neraspadaju kod obrade

61

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 49 Različiti sustavi klasifikacije čestica tla prema njihovoj veličini(desna skala je za internacionalni i europski sustav)

Slika 410 Teksturne klase tla

Slika 411 Organomineralnikompleks tla (Thengand Orchard 1995)

Strukturna tla s aspekta ratarske proizvodnje imaju zrnaste (što je danas vrlorijetko) mrvičaste ili sitnogrudvaste strukturne agregate (slika 412) Utjecajteksture tla na njegov vodnozračni režim ilustriran je nekim standardnimvrijednostima teksturnih klasa (tablica 46)

62

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 46 Utjecaj teksture na fizikalna svojstva tla (Hall 2008)

Svojstvo Krupnipijesak

Sitnipijesak Prah Glina

Retencijski kapacitetza vodu vrlo nizak srednji visok vrlo visok

Kapilarnost vrlo mala srednja dobra vrlo dobraDreniranost vrlo visoka umjerena loša vrlo lošaKIK vrlo nizak nizak umjeren visokKohezija i plastičnost nema vrlo niska umjerena visokaZbijanje vrlo slabo slabo umjereno visokoPrirodna plodnost vrlo niska niska umjerena visoka

Aeracija vrlo dobra umjerena siromašna vrlosiromašna

Relativnatemperatura toplo svježe hladno vrlo hladno

Mogućnost ispiranjapolutanata vrlo visoka dobra umjerena niska

Teksturna svojstva tla prije svega poroznost sposobnost upijanja (infiltracija) iprovođenja vode (konduktivitet) utječu na ishranu bilja izravno prekomogućnosti opskrbljivanja korijena vodom i zrakom (tablica 47) Kod zasićenjapora tla vodom nedostaje kisik potreban za disanje korijena i oksidacijuorganske tvari tla (mikrobiološka aktivnost) Smatra se da anoksija (nedostatakkisika) nastupa kada je 4 (ili manje) volumena tla ispunjeno zrakom Tada prvodolazi do prestanka metabolizma u korijenu (zaustavlja se produkcija ATP idisanje) a zatim odumire korijen Problemi nastaju i ranije već kada je zrakomispunjeno ispod 10 zapremine tla Naime lagani deficit kisika često se zapažau korijenu a kod stvarnog nedostatka prekida se disanje i zaustavlja usvajanjehraniva pa uskoro nastupa odumiranje korijena U nedostatku kisika nakuplja seu tlu ugljikov(IV) oksid (CO2) koji usporava disanje korijena i mikrobiološkuaktivnost a u prisustvu vode gradi karbonatnu (ugljičnu) kiselinu Mala količina(1-2 CO2) može djelovati stimulativno na rast korijena ali više od 5 imainhibitorni utjecaj odnosno dovodi do smanjenog intenziteta disanja korijenaTablica 48 pokazuje toleranciju nekih biljnih vrsta na manjak kisika i višakugljikovog(IV) oksida

Problemi vezani uz poroznost tla u suvremenoj poljoprivrednoj proizvodnji vrločesto su izazvani stalnim mehaničkim zbijanjima teškom mehanizacijomposebice u uvjetima veće vlažnosti tla što izaziva porast mehaničke impendance(otpora pri obradi) tla s dugotrajnim negativnim promjenama uz primjetnosnižavanje efektivne plodnosti tla Ipak tlo posjeduje mehanički ili fizički puferni

63

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kapacitet odnosno otpornost na strukturne deformacije te se može manje iliviše djelotvorno suprotstaviti nekim mehaničkim efektima i obnovitiodgovarajuće stanje strukturnosti u kraćem ili dužem razdoblju

Slika 412 Tipovi strukture tla

Tablica 47 Utjecaj teksture tla na intenzitet infiltracije vode u tlo i njegovkapacitet sorpcije (Soil Sense M-03 and C-09)

Redukcijski uvjeti nastali lokalnim zakiseljavanjem pogoduju nastankureduciranih oblika željeza i mangana koji su topljiviji u vodi od njihovihoksidacijskih oblika pa višak Fe i Mn djeluje toksično Također u redukcijskim

Mrvičasta (1-10 mm) Grudvasta (5-50 mm) Pločasta (1-10 mm)

Prizmatična (10-200 mm) Stubasta (10-200 mm)

Tekstura tlaIntenzitet infiltracije (mm h-1)

KIK(cmol(+) kg-1)bez vegetacije tlo pod

vegetacijomGlina 0-5 5-10 gt 30Glinasta ilovača 5-10 10-20 15-25Ilovača 10-15 20-30 15-20Pjeskovita ilovača 15-20 30-40 5-15Pijesak 20-25 40-50 5

64

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

uvjetima nitratni oblik dušika se lako transformira do nitrita ili čak doelementarnog dušika (u procesu denitrifikacije) i tako se gubi iz tla

Tablica 48 Tolerancija biljaka na deficit O2 i suficit CO2 u tlu

Tolerancija Biljna vrsta O2 CO2 Visoka riža šećerna repa lt 1 lt 10Srednja zob ječam jabuka lt 5 lt 15Niska kukuruz duhan grah lt 10 lt 10

Problemi u ishrani bilja nastali zbog slabe strukturnosti tla i lošeg vodnozračnogrežima vrlo su česti a uklanjaju se različitim tehnikama uređenja tla odnosnoagromelioracijskim zahvatima ili primjenom različitih kondicionera Višak vodebez obzira kako nastaje (podzemna ili površinska voda) izravno utječe na lošeprozračivanje tla i snižavanje parcijalnog tlaka kisika u zoni korijena odnosnohipoksiju ili u ekstremnim slučajevima (poplava pokorica ledena kora i dr)anoksiju i zastoj u metabolizmu korijena odnosno prestanak usvajanja vode ihraniva

Stabilnost strukturnih agregata tla može se poboljšati unošenjem organske tvarinpr humizacijom zaoravanjem a ne spaljivanjem žetvenih ostataka organskomgnojidbom sideracijom te primjenom kondicionera za popravak struktureTakođer unošenje kalcija (kalcizacija) kao i organska ili mineralna gnojidbautječu na strukturnost tla povećanjem organske produkcije korijena i nadzemnemase odnosno preko zaoravanja veće količine žetvenih ostataka Pri tome imikrobiološka aktivnost tla mora biti povećana jer prosto miješanje tla iorganske tvari ne djeluje na poboljšanje strukture

Pogoršavanje strukture često se jednim imenom naziva degradacija tla jer sepogoršava njegova kakvoća uz istodobno smanjenje kapaciteta proizvodnje Tlamogu biti manje ili više degradirana sve do jako erodiranih znatnog gubitkahraniva i organske tvari pretjerano podložna zbijanju zbog neadekvatne obradea korištenjem vode loše kakvoće za navodnjavanje mogu biti zaslanjena Takviprocesi su posljedica lošeg gospodarenja tlom koje odudara od dobrepoljoprivredne prakse U ekstremnim slučajevima degradacija tla može dovestido dezertifikacije (pretvaranje zemljišta u pustinju) u polusušnim (semiaridnim) isušnim (aridnim) područjima Intenzivna degradacija tla koja se zapaža u životujedne ljudske generacije zahtijeva trenutnu promjenu načina korištenja tla radinjegovog očuvanja i zaštite od štetnih procesa

Ovisno od stupnja i intenziteta degradacije postoji više učinkovitih metodakojima se može zaustaviti ili minimizirati degradacija tla Npr eolska i erozijavodom mogu se spriječiti podizanjem vjetrozaštitnih pojasa primjenom no-till(bez obrade) agrotehnike konzervacijskom i konturnom obradom terasiranjemsjetvom pokrovnih usjeva malčiranjem i dr Zaštita od erozije posebno je važnana nagnutim tlima lakog mehaničkog sastava pjeskovite i praškaste teksture

65

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Moćna zaštita od erozije i zbijanja tla su pokrovni usjevi i siderati koji se sijuizmeđu dvije vegetacijske sezone čime se tlo ne ostavlja golo i izloženo eroziji asjetva međuusjeva (strip cropping) u trajnim nasadima povećava infiltraciju vodeu zonu korijena potiče mikrobiološku aktivnost sprječava rast korova iformiranje pokorice Ako su siderati pokrovni ili međuusjevi iz porodiceleguminoza tlo će biti dodatno obogaćeno dušikom

45 pH-VRIJEDNOST REAKCIJE TLA

Reakcija tla izražena kao pH-vrijednost pokazatelj je niza agrokemijskih(fizikalnih kemijskih i bioloških) svojstava tla važnih za ishranu bilja pH tla paotuda i njegov redoks potencijal određen je kako mineralnim tako i organskimdijelom tla pH vrijednost predstavlja negativan dekadski logaritamkoncentracije H+ iona odnosno njihovog aktiviteta Npr čista destilirana vodaslabo disocira i to na sljedeći način

( )

+2

7 3 3

+ +

H O H + OH

[H ] = [OH ]

[H ] = 10 mol dm = 00000001 mol dm

pH = -log [H ] odnosno pH = log 1 H

pH = 7

-

+ -

+ - - -

eacute ugraveeuml ucirc

Redoks-reakcije (ili oksidoredukcija) su reakcije prijenosa elektrona izmeđukemijskih spojeva ili iona pri čemu se oksidacijom gube elektroni a redukcijomdobivaju te za svaku reakciju oksidacije imamo odgovarajuću reakciju redukcijenpr

3+ 2+-

oksidans reducens+ -1

22 oksidansreducens

Fe + e Fe (redukcija)

H H + e (oksidacija)

reg

reg

Pri normalnim uvjetima u tlu za biljke (pH gt 35 [Fe3+]lt 10-6 mol dm-3) ion Fe3+

zapravo nema značaj za ishranu bilja (premda se u vodenoj fazi mogu nalazitisljedeći ioni željeza Fe3+ FeOH2+ Fe2+ FeOH+) Oksidacija željeza u tlu pri vrloniskim vrijednostima pH može se prikazati kao redoks-reakcija

(+2) (+3)

2Fe(II) Fe(III)2 FeO + 2 H O 2 FeOOH

66

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Redoks potencijal tla pϵ definira se analogno reakciji tla

pϵ = -log(e-)

gdje je pϵ hipotetski aktivitet elektrona odnosno elektromotorna sila ilipotencijal zamjene u vodenoj fazi tla Vrijednost pϵ negativnog predznaka(suvišak elektrona) omogućuje redukciju a pozitivna podržava proceseoksidacije u tlu Odnos pϵ prema potencijalu standardne vodikove elektrode Ehizraženog u voltima (ravnotežni potencijal na 0 V) je

hEp =0059

Icirc

Elektrometrijsko mjerenje pH-vrijednosti obavlja se pH-metrom koji čine mjerna(staklena) i referentna (kalomel) elektroda uronjene u suspenziju tla čineći tzvsolni most (slika 413) Referentna elektroda ima poznati potencijal kojim seutvrđuje promjena potencijala između staklene i referentne elektrode pa je pHzapravo

pH = - (dE - const) 0059

(gdje je dE promjena potencijala u V a 0059 je odgovor staklene elektrode u V(RT(ln10)F = 5916 mV na 2982 K)

Slika 413 Princip rada pH-metra

U procesu pedogeneze i starenja tla dolazi do promjene sadržaja alkalijskih izemnoalkalijskih metala tako da udaljavanje (ispiranje) lužina (najčešćekalcijevih) izaziva promjenu tla u kemijskom i fizičkom pogledu Smatra se da

67

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ispiranje lužina s tijela adsorpcije u tlu započinje kada je godišnja količinaoborinskog taloga veća od 630 mm U tom slučaju na adsorpcijskom kompleksutla dolazi do zamjene lužnatih iona vodikovim i kiselost tla postupno rasteTakođer pH je u gornjih 5 cm površine tla često niži za 05 do 10 pH jediniceprema ostalom dijelu rizosfere najčešće zbog dušične gnojidbe i povećanogsadržaja N Zakiseljavanje tla može izazvati i industrijska polucija posebice kiselekiše u širem području velikih energetskih postrojenja ali uzrok mogu biti iprirodni procesi (slika 414)

Proces zakiseljavanja je vrlo štetan (odmah iza erozije po globalnim efektimadegradacije tala) jer uzrokuje niz problema u ishrani bilja U kiselim tlimamineralno-koloidna frakcija podvrgnuta je dugotrajnom ispiranju vodenomotopinom kiselina (huminska i druge) i postupno prelazi u glinene kiseline kojese lako premještaju u dublje slojeve soluma Nakupljanje gline na određenojdubini dovodi do stvaranja vodonepropusne zone uz sve izraženije uvjete zadalju redukciju U takvim okolnostima (pH lt 55) najčešće višak H+ naadsorpcijskom kompleksu aktivira ione aluminija i željeza koji u većimkoličinama djeluju otrovno na biljke blokiraju snabdijevanje fosforom i drugimelementima Neke od karakterističnih reakcija koje ovise o pH-vrijednostiodnosno njihov standardni oksido-redukcijski potencijal (Eh

0) prikazuje tablica49

Slika 414 Utjecaj kiselih kiša na zakiseljavanje tla

68

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 49 Neke ravnotežne oksido-redukcijske reakcije u tlu (Murray B1994)

Eh0 (mV) Reakcija Produkt

-1660 Al3+ + 3 e- Al-760 Zn2+ + 2 e- Zn-563 O2 + e- O2

-

-560 Fe(OH)3 + e- Fe(OH)2 + OH-

0 2 H+ + 2 e- H2

153 Cu2+ + e- Cu+

210 CO2 + 4 H+ + 4 e- C + 2 H2O303 18 SO4

2- + 54 H+ + e- 18 H2S + frac12 H2O770 Fe3+ + e- Fe2+

834 frac12 NO3- + H+ + e- frac12 NO2

- + frac12 H2O1229 O2 + 4 H+ + 4 e- 2 H2O1260 NO3

- + 6 H+ + 5 e- frac12 N2 + 3 H2O1290 MnO2 + 4 H+ + 2 e- Mn2+ + 2 H2O1450 MnOOH + 3 H+ + e- Mn2+ + 2 H2O1510 Mn3+ + e- Mn2+

1808 Co3+ + e- Co2+

Puferni kapacitet protiv zakiseljavanja u literaturi označen kao ANC (Acid-neutralizing capacity) ili pHBC čine kemijske reakcije koje do neke mjere moguneutralizirati promjene pH u tlu ANC je definirana kao razlika izmeđukoncentracije kationa jakih baza i aniona jakih kiselina ili dinamički kao količinakiseline potrebne za promjenu pH vrijednosti (kod pufernog kapaciteta zasprječavanje lužnatosti koristi se izraz pozitivni ANC) Odnos između pH i ANC uvodenoj fazi tla ovisi o koncentraciji CO2 količini organskih kiselina i topljivostialuminija Količina otopljenog ugljikovog dioksida u vodenoj fazi tla je zbogbiološke aktivnosti (mineralizacije organske tvari) veća u odnosu na prirodnuravnotežu (više je CO2 u tlu negoli u atmosferi) što utječe na niži pH tla ali nemanikakvog utjecaja na ANC Jednako tako na ANC nema utjecaja većakoncentracija organskih kiselina koja također smanjuje pH Utjecaj topljivostialuminija na ANC puno je složeniji a kemijski mehanizam objašnjava se upoglavlju o aluminiju U literaturi se mogu pronaći empirijski izrazi za procjenupufernog kapaciteta protiv zakiseljavanja (pHBC) npr

pHBC = [1279 - 019 acute glina - 07 acute OC - 003 acute prah + 074 acute prah acute OC] acute 006

(pHBC (t CaCO3 ha-1 pH-1) odnosi se na tone vapna po hektaru po jedinici pH OC jepostotni udio ugljika u tlu potrebno je još poznavati udio gline i praha)

Analizom gornjeg izraza za procjenu pufernog kapaciteta protiv zakiseljavanjalako se dolazi do zaključka kako sadržaj gline znatno više utječe na sprječavanjezakiseljavanja tla u odnosu na humus (tablica 410) uvažavajući količinu u tlu

69

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 410 Ovisnost pufernog kapaciteta protiv zakiseljavanja o teksturi iorganskoj tvari tla

Glina Prah Humus pHBC

CaCO3 ha-1 pH-110 80 2 114520 70 2 185630 60 2 256240 50 2 326810 80 4 155820 70 4 221230 60 4 286740 50 4 3522

Prema Nernstovoj jednadžbi relacija ravnotežnog stanja kod elektronskogtransfera je

0h h

RT [red]E = E - log

nF [oks]acute zapravo

0h h + m

0059 (reducirana molekula)E = E - log

n (oksidirana molekula)(H )acute

odnosno za Fe2+ i Fe3+ relacija je

2+ 2+0

h h 3+ 3+

Fe Fe0059E = E - times log = 077 - 0059 times log

n Fe Fe

eacute ugrave eacute ugraveeuml ucirc euml ucirceacute ugrave eacute ugraveeuml ucirc euml ucirc

dakle (Fe3+) = (Fe2+) kad je Eh = Eh0 = 077 volt

a za topljivost MnO2

2+0 2+

h h 4+

Mn0059E = E - times log = 123 - 0059 times log Mn - 0118 pH

n H

eacute ugraveeuml ucirc eacute ugrave

euml ucirceacute ugraveeuml ucirc

Pod pretpostavkom da je koncentracija Mn2+ = 10-5 mol-1 tada je

Eh = 1378 ndash 0118 pH

(Eh = potencijal ravnoteže u V Eh0 = standardni potencijal u V n = broj mola elektrona

reakcije m = broj mola protona reakcije R = plinska konstanta = 8314 J K-1 mol-1 F =Faraday-eva konstanta = 96487 C mol-1)

Prema tome elektronski potencijal zapravo je

70

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

hEp =0059

Icirc pa je otuda za željezo (Eh0 = 077 V)

2+

3+

Fe077p = = 1305 - log

0059 Fe

eacute ugraveeuml ucircIcirceacute ugraveeuml ucirc

U vrlo kiselim uvjetima vodena faza tla može sadržavati 10-5 mol dm-3 Fe3+ i 10-3

mol dm-3 Fe2+ što daje sljedeću vrijednost elektromotorne sile (elektronskogpotencijala)

-3

-5(10 )p = 1305 - log = 1105(10 )

Icirc

U jačim oksidacijskim uvjetima vrijednost pϵ raste ako je u otopini tla 10-5 moldm-3 Fe3+ i 10-7 mol dm-3 Fe2+ (manje reduciranog željeza u odnosu na goreprikazani primjer) tada je pϵ 1505 dok je između pH i pϵ u aerobnim uvjetimatla relacija približno sljedećap - pH 15 odnosnop 15 - pH

Icirc raquoIcirc raquo

Redukcijski uvjeti u tlu mogu se praktično indicirati jednostavnim kemijskimtestovima tako da se

middot svježi prijelom nativnog tla poprska s 1 -tnom vodenom otopinomK3[Fe(CN)6] i za redukcijske uvjete dobije tamnoplavo obojenje ili

middot svježi prijelom nativnog tla poprska s 02 -tnom otopinom aa-dipiridila u10 -tnoj octenoj kiselini i za redukcijske uvjete dobije jarkocrvena boja

Prema podrijetlu vodikovih iona u tlu ukupna pH-reakcija (titracijom tlaodređena kiselost ili alkalnost) razvrstava se u tri kategorije

middot aktualnamiddot izmjenjiva imiddot hidrolitička kiselost tla

451 Aktualna pH-reakcija

Aktualna pH-reakcija tla je posljedica prisutnosti slobodnih iona u vodenoj fazitla najviše H+ Al3+ i OH- Oslobađanje tih iona s adsorpcijskog kompleksaizazvano je njihovom zamjenom topljivim organskim i mineralnim kiselinama ilikiselim solima te njihovom disocijacijom u vodenoj sredini Aktualna kiselost ilialkalnost tla određuje se elektrometrijski u vodenoj suspenziji tla Prisutnostlakohidrolizirajućih soli utječe na aktualnu pH-reakciju na sljedeći način

71

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3 2 2 2 2 3Ca(HCO ) + 2 H O Ca(OH) + 2 H COreg

3 2 2 3NaHCO + H O NaOH + H COreg

Ako u tlu ima dovoljno kalcija nastaje kalcijev hidrogenkarbonat koji nakonhidrolize uvjetuje pH tla 7-8

3 2 3 3 2CaCO + H CO Ca(HCO )reg

Budući da su u tlu uvijek prisutne otopljene neutralne soli (KCl Ca(NO3)2 i dr)jedan dio adsorbiranih iona vodika zamjenjuje se kationima (alkalnimelementima) ovih soli što utječe na porast kiselosti vodene faze tla odnosnopredstavlja aktualnu kiselost

H2 3 H 3 2AK = Ca + 2 H CO AK + Ca(HCO )reg

Značaj aktualne pH-reakcije tla za život biljaka je velik stoga obveznoagrokemijske analize obuhvaćaju utvrđivanje ove veličine jer je to osnovna pH-reakcija tla koja utječe na adsorpcijski kompleks a preko njega na strukturu tla injegova biološka svojstva

452 Izmjenjiva ili supstitucijska pH-reakcija tla

Izmjenjiva pH-reakcija tla određena je prisutnošću H+ iona i dijelom ionaaluminija i željeza koji se djelovanjem neutralnih soli (konvencionalno usvojenaotopina 1 mol dm-3 KCl) zamjenjuju s adsorpcijskog kompleksa tla

3

3 2 3

H KAK + 2 KCl AK + 2 HCl

H K

Al KAK Al + 3 KCl AK K + AlCl

Al K

AlCl + 3 H O Al(OH) (s) + 3 HCl

reg

reg

reg

Kako se vidi iz gornjih kemijskih jednadžbi kiselost ovog tipa nastaje zamjenomiona na adsorpcijskom kompleksu tla i može nastati unošenjem većih dozagnojiva u obliku soli kao što su npr (NH4)2SO4 KCl itd Izmjenjiva pH-reakcijapruža neposredan uvid u stanje adsorpcijskog kompleksa tla Time ukazujeindirektno i na druge uvjete koji određuju hranidbena svojstva tla pa se uagrokemijskoj analizi obvezatno određuje iz suspenzije tla u 1 mol dm-3 KCl

72

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

U posljednje vrijeme sve se češće koristi i određivanje izmjenjive pH-reakcije uotopini CaCl2 koncentracije 001 mol dm-3 koja u odnosu na mjerenje ususpenziji tlo voda (15) daje manju sezonsku fluktuaciju a ona pak najvišeovisi o koncentraciji soli u tlu Rezultati mjerenja pH u 001 mol dm-3 CaCl2 su povrijednosti između supstitucijske kiselosti (u 1 mol dm-3 KCl) i aktualne kiselosti(u vodi)

453 Hidrolitička kiselost tla

Hidrolitička kiselost tla nastaje pri neutralizaciji tla višebaznim solima pri čemuse svi vodikovi ioni ne zamjenjuju kationima metala kod iste pH-vrijednostisredine Jedan dio ove kiselosti aktiviraju neutralne soli kao što je KCl a drugidio soli tipa natrijevog acetata (CH3COONa pH = 82) ili kalcijevog acetata(bazične soli) koje mogu zamijeniti na adsorpcijskom kompleksu tla gotovo sveione vodika i aluminija

3 2 3CH COONa + H O CH COOH + NaOH

Budući da nastala natrijeva lužina jako disocira lužnata reakcija omogućujezamjenu H+ s adsorpcijskog kompleksa tla natrijevim ionima

3 2 3AK-H + NaOH + CH COOH AK-Na + H O + CH COOH

Količina nastale octene kiseline ekvivalentna je količini vodikovih iona naadsorpcijskom kompleksu tla pa se njenom neutralizacijom (titracija lužinom)određuje veličina hidrolitičke kiselosti nekog tla Ova kategorija kiselostizastupljenija je od izmjenjive koja je zapravo tek dio hidrolitičke kiselosti pa senjenim određivanjem procjenjuje ukupna potencijalna kiselost nekog tlaStvarna odnosno ukupna kiselost (ili ukupna alkalnost) određuje se titracijomtla lužinama odnosno kiselinama

Najčešća primjena hidrolitičke kiselosti je kod utvrđivanja potreba zakalcizacijom ili kada je potrebno poznavati ukupnu potencijalnu kiselost nekogtla Hidrolitička kiselost izražava se u cmol(+) dm-3 g-1 nezasićenosti adsorpcijskogkompleksa lužnatim ionima odnosno kationima baza

Biljke su općenito osjetljivije na lužnatost nego na kiselost tla (tablica 411 i412) pa je uobičajeno da se pH-reakcija tla interpretira na fiziološko-ekološkojosnovi kako to prikazuje slika 415

Adsorpcijski kompleks tla i njegova puferna sposobnost imaju velik značaj urazmatranju pH-reakcije nekog tla Naime nositelji zemljišne kiselosti suglineni minerali i organska tvar koji ujedno čine tijelo sorpcije u tlu U slučajurazličite sorpcijske moći dvaju tala a kada im je izmjenjiva i hidrolitička kiselostjednaka njihova zakiseljenost je zapravo različita jer su i različito opskrbljena

73

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kationima baza (prvenstveno ionima Ca2+) Stupanj zasićenosti kationskogizmjenjivačkog kapaciteta tla bazama (V ) izračunava se sljedećim izrazom

S 100V =S + H

(S = količina sorbiranih baza u cmol(+) dm-3 g-1 H = hidrolitička kiselost u cmol(+) dm-3g-1)

Tablica 411 Kategorije pH-vrijednosti tla (aktualna kiselost tlovoda = 15)

Kategorija pH-reakcije tla pH-vrijednostEkstremno kiselo 350-450Vrlo jako kiselo 451-500Jako kiselo 501-550Umjereno kiselo 551-600Slabo kiselo 601-650Neutralno 651-730Slabo alkalno 731-780Jako alkalno 781-850Ekstremno alkalno 851-900

Otuda je kapacitet sorpcije nekog tla T = S + H Ako je V = 80 to znači da je naadsorpcijskom kompleksu sorbirano 80 kationa baza (Ca2+ Mg2+ Na+ K+) a 20 iona H+ iili Al3+ U tlu s manjim kationskim izmjenjivačkim kapacitetom istipostotak kationa baza znači i veću kiselost tla npr kada je KIK 15 cmol(+) kg-1 tlauz V = 40 na njemu je vezano 60 kiselih iona pa je Hy = 15 acute 60 100 = 9cmol(+) kg-1 tla Kod istog udjela kiselih iona na KIK-u ali dvostruko većesorpcijske moći tla npr 30 cmol(+) kg-1 tla hidrolitička kiselost je takođerdvostruko veća Hy = 30 acute 60 100 = 18 cmol(+) kg-1 Sposobnost tla da smanji ilionemogući promjenu pH-reakcije (npr kod unošenja fiziološki kiselih ili lužnatihgnojiva) naziva se puferna moć tla a procjenjuje se njegovim pufernimkapacitetom

Kako je već opisano puferna moć tla (pHBC) određena je omjerom količinekiseline ili lužine prema promjeni pH dok se puferni kapacitet tla u smisluodržanja koncentracije pojedinih hranjivih elemenata u vodenoj fazi tla razmatraposebno u poglavlju sorpcijska moć tla Tlo se odupire promjeni pH-reakcije naviše načina Jedan od najznačajnih mehanizama je vezivanje iona na adsorpcijskikompleks

2 4 4

CaH Ca

AK Ca + 2 H SO AK + CaSOH Ca

Careg 2 2

HCa

AK Ca + Ca(OH) AK + 2 H OCa

Hreg

74

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 415 Utjecaj pH tla na raspoloživost elemenata ishrane (Minshew1999)

Sljedeći mehanizam puferizacije pH-reakcije uvjetovan je prisutnošću slobodnogkalcijevog karbonata u tlu koji djeluje protiv zakiseljavanja

3 2 4 4 3 22 CaCO + H SO CaSO + Ca(HCO )reg

3 2 3 3 2 2 3Ca(HCO ) + 2 HNO Ca(NO ) + 2 H COreg

3+ 2+3 2 3 22 Al + 3 CaCO + 3 H O 2 Al(OH) (s) + 3 Ca + 3 COreg

Različite huminske i organske kiseline gradnjom neutralnih soli takođerpotpomažu pufernu sposobnost tla Ovaj mehanizam podjednako sprječavapromjenu pH prema lužnatoj i kiseloj reakciji

2 3 3 2(R-COO) Ca + 2 HNO 2 R-COOH + Ca(NO )reg

2 2 22 R-COOH + Ca(OH) R-(COO) Ca + 2 H Oreg

75

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Promjena pH-reakcije tla može biti izazvana pedoklimatskim čimbenicimaprirodnim ili antropogenim (agrološkim i industrijskim) od kojih su najznačajnijignojidba kalcizacija neadekvatna agrotehnika (obrada biljni pokrov i sl)blizina industrijskih objekata (kisele kiše) itd

Reakcija tla utječe neposredno na biljke putem toksičnosti izazvane povećanimkoncentracijama iona H+ Al3+ i OH- ili posredno preko utjecaja na promjenu nizaagrokemijskih svojstava tla Fiziološko-biokemijska konstitucija žive tvarizahtjeva približno podjednak odnos između kationa i aniona pa većekoncentracije iona H+ ili OH- utječu na ionsku ravnotežu potrebnu za normalanmetabolizam biljaka Posredan utjecaj pH ogleda se preko promjeneraspoloživosti biogenih elemenata (slike 415 i 416 tablica 413) ili prekopromjene aktivnosti mikroorganizama tla Važno je naglasiti da korovske biljkeu odnosu na uzgajane bolje podnose negativne utjecaje pH-reakcije tla pa većazakorovljenost kiselih tala jače ometa uzgoj poljoprivrednih vrsta zbog povećanekompetitivne sposobnosti korova

Različite biljne vrste ne podnose jednako sekundarne efekte kisele reakcije tlaPojedine vrste su osjetljive na nedostatak kalcija (Ca2+) odnosno višak aluminija(Al3+) željeza (Fe2+ Fe3+) ili mangana (Mn2+) Npr šećerna repa loše podnosinedostatak kalcija ali je tolerantna na višak mangana dok krumpir dobropodnosi višak Al3+ itd Reakcija tla je značajna i kod pojave nekih gljivičnihoboljenja

Nasuprot kiselosti više biljke znatno lošije podnose povećanu alkalnost tla kojaje tipična za aridnu (suhu) klimu u kojoj nema ispiranja lužina s adsorpcijskogkompleksa Posebice je štetna uloga natrija koji pogoršava fizikalna svojstva tlajer uzrokuje disperziju zemljišnih agregata Također natrij povećava moć čvrstogvezivanja vode pa porast osmotske vrijednosti vodene faze tla uzrokujenedostatak pristupačne vode uz otrovnu učinkovitost viška natrija

Tablica 412 Optimalni pH tla za različite biljne vrste (Whittaker et al 1959)

Usjevnasad Optimalni pH Usjevnasad Optimalni pHBorovnica 40-48 Sudanska trava 55-70Djetelina crv i bijela 60-75 Zob 55-70Duhan 50-60 Lucerna 65-80Grašak 58-68 Lupina 55-70Jabuka 56-70 Mrkva 57-70Jagoda 50-65 Pšenica 60-80Suncokret 65-85 Rajčica 53-78Ječam 55-70 Raž 50-70Krastavac 53-68 Salata 58-70Krumpir 49-65 Šećerna repa 64-74Špinat 60-70 Soja 55-70

76

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 416 Utjecaj pH na raspoloživost neophodnih elemenata (Goedert etal 1997)

Tablica 413 Utjecaj pH-reakcije tla na iskorištavanje mineralnog gnojiva

pHN P K

Efikasnost () u prvoj godini primjene70 70 30 6060 63 15 6055 52 15 4550 38 10 3045 21 8 21

46 ORGANSKA TVAR TLA - HUMUS

Organska tvar u tlu podrijetlom je od ostataka živih organizama koji su više ilimanje razloženi i zatim najvećim dijelom iznova grade organske spojeve tla alibitno različite u odnosu na živu tvar Količina organske tvari u tlu i njena kakvoćautječe ne samo na mogućnost rasta biljaka već i na proces nastanka tla koji jeusko povezan s njenom prisutnošću U odnosu na mineralni dio količinaorganske tvari je mala no ipak je od suštinskog značenja Naime prisutnostorganske tvari u tlu određuje razliku između tla u smislu prirodnog supstratabiljne ishrane i rastresite mase raspadnutih stijena litosfere u termičkim ikemijskim procesima

77

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Organska tvar izrazito utječe na čitav niz vrlo značajnih fizičkih i kemijskihsvojstava tla kao što su struktura kapacitet za vodu sorpcija iona sadržajneophodnih elemenata (N P S itd) i drugo Ona je osnovni izvor energije zaživotnu aktivnost mikroorganizama tla pa bi eventualnim nestankom organsketvari tla došlo do katastrofalnih posljedica po čitav život na Zemlji Od ukupnekoličine nežive organske tvari tla na humus otpada 60-80

Slika 417 Opća shema tvorbe humusa u tlu

Podjela organske tvari tla prema veličini čestica izvršena je slično kao kodmineralne frakcije Krupnije čestice organske tvari koje su sačuvale svojuorganiziranu strukturu žive tvari predstavljaju inertnu organsku rezervu tlaFrakcija čije čestice imaju svojstva koloidnih micela označavaju se kao humus ihumusne kiseline Zahvaljujući svojim koloidnim svojstvima ovaj dio organsketvari u tlu je vrlo aktivan Prema Waksmanu Humus je proizvod žive tvari i njenprirodni izvor humus je rezerva i stabilizator organskog života na Zemlji

Ugljik i dušik organske tvari u tlu podrijetlom su iz atmosfere odakle su dospjeliu tlo asimilacijskim procesima mikroorganizama i viših biljaka Sumpordjelomično potječe iz atmosfere jer se može nalaziti i u plinovitom stanju kaoSO2 i H2S dok fosfor vodi isključivo podrijetlo iz materijala od kojeg je nastaloneko tlo (matičnog supstrata) Nabrojani elementi koji ulaze u sastav humusa uprocesu razgradnje organske tvari koju obavljaju mikroorganizmi tla prelaze umineralne oblike i postaju raspoloživi biljkama

Proces oslobađanja organski vezanih elemenata u pristupačne oblike naziva semineralizacija ili mobilizacija hraniva Pod tim pojmom podrazumijevaju se sviprocesi koji dovode do transformacije nepristupačnih organskih rezervi hranivau pristupačne što kod humusa podrazumijeva njegovu razgradnju doniskomolekularnih organskih spojeva podložnih mineralizaciji ili izravnopogodnih za usvajanje korijenom kad im je molekularna masa manja od 1000kDa Dakle humus nastaje biokemijskim putem (slika 417) pri čemu aktivnostmikroorganizama koji sudjeluju u tom procesu (gljive bakterije aktinomicete

78

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

ali i kišne gujavice) ovisi o uvjetima u kojima djeluju Najznačajniji čimbenici suvodnozračni režim tla pH-reakcija temperatura količina i sastav svježe uneseneorganske tvari u tlo

Slika 418 Razgradnja žetvenih ostataka u oksidacijskim uvjetima (kada jeEh gt 300 mV)

U tlima pod prirodnim biocenozama intenzitet nastanka i razgradnje organsketvari je uravnotežen što rezultira stabilnim sadržajem humusa Uključivanjemtla u poljoprivrednu proizvodnju neizbježno se intenziviraju procesi razgradnjete otuda sklonost svih poljoprivrednih tala smanjivanju sadržaja organske tvariBrzina kojom pada sadržaj organske tvari ovisan je o sustavu gospodarenja ikorištenja nekog tla Stoga se kod provođenja svake agrotehničke mjere morarazmatrati kako će se to odraziti na bilancu organske tvari tla Potrebno jenaglasiti da je pad sadržaja organske tvari u tlu prilično spor proces ali podnormalnim okolnostima korištenja tla

Tehnički problem zaoravanja velike količine žetvenih ostataka u poljoprivrednojpraksi izaziva još uvijek dvojbu kako postupiti Znanost od početka zastupazaoravanje žetvenih ostataka nikako njihovo spaljivanje Naime žetveni ostacičesto izazivaju određene probleme jer velika zaostala masa njezinousitnjavanje i zaoravanje stvara poteškoće (npr priprema tla za sjetvu pšeniceposlije berbe kukuruza) Također mineralizacija velikih količina svježe organsketvari zahtjeva dodatnu N-gnojidbu (za sprječavanje tzvdušičnog manjka) doksu žetveni ostaci kao izvor mineralnih hraniva od slabijeg interesa jer sadržepuno celuloze a malo N P K i ostalih biogenih elemenata Novi pristupposebice eksponiran svjetskom energetskom krizom smatra žetvene ostatkevrijednim proizvodom jer sadržavaju veliku količinu energije koju trebaiskoristiti a ne osloboditi Stoga veliku masu žetvenih ostataka treba iskoristitina parceli zaoravanjem ili na drugi način što bliže mjestu nastanka npr nasamom gospodarstvu Hranjive tvari u žetvenim ostacima ma kako ih malo bilonalaze se na mjestu primjene i nije potreban nikakav transport dakle malakoličina biogenih elemenata nije razlog njihovog spaljivanja

79

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Žetveni se ostaci na tlima dobre biogenosti brzo razlažu utječu na povećanjemikrobiološke populacije različitih mikroorganizama i mezofaune (povećavajubiogenost) dok primjena manjih količina dušika za podešavanje povoljnog CNomjera ne predstavlja posebnu poteškoću Jedan dio djelomično razloženesvježe organske tvari uz pomoć mikroorganizama iznova gradi humus i tajproces se naziva humifikacija Mnoga istraživanja jasno pokazuju da hranjivetvari iz žetvenih ostataka imaju istu hranidbenu vrijednost kao iz stajnjaka

Slika 419 Razgradnja žetvenih ostataka u uvjetima fakultativne anaerobnerespiracije mikroorganizama (Eh = -100 do +300 mV)

Uvjeti oksido-redukcije u tlu bitno utječu na razgradnju svježe unesene organsketvari u tlo Naime mikrobiološka aktivnost i metabolizam mikroorganizamauvjetovani su oksido-redukcijskim potencijalom i mogućnošću oksidacijeorganske tvari (slike 417 418 i 419) Oksido-redukcijski potencijal (Eh) u tlurijetko prelazi +700 mV (oksidacijski uvjeti) odnosno -300 mV (redukcijskiuvjeti) U oksidacijskim uvjetima (Eh ge +300 mV) tlo sadrži dovoljno kisika i tadadjeluju aerobni mikroorganizmi Kod Eh = -100 do 300 mV organsku tvar razlažufakultativno anaerobni mikroorganizmi a u redukcijskim uvjetima (Eh le -100 mV)anaerobni mikroorganizmi Ovisno o oksido-redukcijskom potencijalu zoneoksido-redukcije u tlu su prema Chenu i Avnimelechu (1986) sljedeće

middot redukcija kisika Eh ge +300 mV (aerobna respiracija)middot redukcija nitrata i Mn4+ Eh = +100 do +300 mV (fakultativna anaerobna

respiracija)middot redukcija Fe3+ Eh = -100 do +100 mV (fakultativna anaerobna respiracijamiddot redukcija sulfata Eh = -200 do -100 mV (anaerobna respiracija) imiddot nastanak metana Eh le -200 mV (anaerobna respiracija)

Sitni fragmenti organske tvari i ekskrementi makro i mezofaune koji preostajunakon prve faze humifikacije vrlo su povoljan medij za rast bakterija algi i

80

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

nematoda što dalje ubrzava njenu razgradnju Najveći dio CO2 odlazi uatmosferu i samo se 20-30 ugradi u novonastali humus Od ugljikohidrata semanje od 20 transformira u humus dok se lignin tanin i fenolne komponentehumificiraju s više od 75 Važno je spomenuti da se dušik humificira skoeficijentom od približno 50

Nakon katabolizma svježe organske tvari slijedi anabolizam i sinteza plazmetla Plazma tla je tekuće konzistencije i sadrži proteine soli druge razloženeorganske fragmente i vodu Zapravo to je krv tla jer su u vodi otopljenerazličite tvari i suspenzirane sitnije krute čestice (analogno pravoj krvi) Zbogtoga porozna struktura tla ima važnost krvotoka koji prenosi pojedinekomponente plazme tla i osigurava kisik i vodu Iz plazme se sintetskimprocesima i vezivanjem na glinene čestice gradi stabilna humusna tvar tla kojazapravo i održava povoljnu strukturu preko nastanka organomineralnihkompleksa odnosno strukturnih agregata Stoga je humus zapravo dormantnasnaga tla ili uspavana moć i temelj prirodne plodnosti tla odnosno izvorenergije i plodnosti Majke Zemlje

Slika 420 Razgradnja žetvenih ostataka u redukcijskim uvjetima (kada je Eh

le -100 mV)

Humus se kao aktivna koloidno-organska frakcija tla povezuje na različite načines mineralnim koloidnim česticama i tako nastaju stabilni organomineralnikompleksi (slika 411) koji su temelj agregiranja čestica tla u strukturneagregate

S pedološkog aspekta humus je organska tvar koja je u uvjetima nekog staništateško razloživa što dovodi do njenog nagomilavanja u tlu Međutim humus nijeodređena kemijska tvar niti grupa sličnih spojeva koji bi se kemijski lako moglidefinirati Stoga je razumljivo da humus različitih tala posjeduje bitno drugačijakemijska i fizička svojstva Humus se može opisati i kao proizvod nepotpunograzlaganja biljnih i životinjskih ostataka pri čemu se oni djelomično posvemineraliziraju dok se preostali dio pod utjecajem različitih mikroorganizama tla

81

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

iznova sintetizira u više ili manje stabilne kemijske spojeve otporne premadaljnjem razlaganju Taj prirodni proces je nezamjenjiv i za sada još nijenemoguće sintetizirati stabilnu organsku tvar kao zamjenu za humus Humusnetvari usprkos svojoj velikoj heterogenosti posjeduju neka zajednička svojstvakoja ih jasno razlikuju od životinjskih i biljnih ostataka

Osnovne grupe humusnih tvari su huminske (slika 421) i fulvo kiseline tehumini Huminske kiseline se ekstrahiraju iz tla lužinama kao tamno obojenesuspenzije a talože kiselinama u obliku gela Molekularna masa im je 10000-100000 kDa a elementarni sastav C = 51-62 H = 28-66 O = 31-36 i N =36-55 Jezgre huminskih kiselina su ciklične prirode i povezane su mostovimatipa -O- -N= -NH- ili -CH2- a na jezgre su vezani polimerni ugljikovi lanci kojinose funkcijske ili reakcijske skupine (-COOH -OH -OCH3 i =CO) koje određujukarakter veze huminskih kiselina i čestica tla

Slika 421 Struktura molekule huminske kiseline (Stevenson 1982)

Ciklične jezgre općenito su srodne fenolima ali i drugim organskim kiselinama ivitaminima Polimerizaciju obavljaju mikroorganizmi npr mnoge vrste gljivaaktinomicete (Streptomycetes) i drugi uz pomoć enzima iz grupe fenol oksidazaAspergillus Pisolithus Rhizoctonia i Streptomycetes su samo predstavnicimikroorganizama koji sintetiziraju ciklične (aromatske) komponente humusa iznecikličnih spojeva

Fulvokiseline su žućkaste (otuda im potječe naziv) ili crvenkaste bojemolekularna masa im je 1000-5000 kDa dakle znatno su manje premahuminskim kiselinama a zaostaju u otopini nakon taloženja huminskih kiselinaElementarni sastav im je C = 42-47 H = 35-5 O = 45-50 i N = 2-41 Fulvokiseline također imaju ciklične jezgre ali manje kondenzirane kiselije itopljivije u vodi u odnosu na huminske kiseline

Humini se uobičajeno ekstrahiraju iz tla toplom lužinom (NaOH) a smatra se dasu reducirani anhidridi humusnih kiselina

Sadržaj organske tvari u tlu može se povećavati smanjivati ili zadržavati na istojrazini Promjene su spore jer su komponente humusa huminske i fulvo kiselinevrlo otporne na razlaganje Organska tvar u tlu sadrži prosječno 50-54 ugljika i

82

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

4-6 dušika pa je omjer CN približno 101 Oranjem se zaorava više ili manježetvenih ostataka širokog CN omjera a i primjenom organskih gnojiva u tlo seunosi organska tvar s prilično širokim omjerom CN Mikrobiološka aktivnost utlu dovodi do postupnog sužavanja tog omjera u procesu oksidacije ugljika aoslobođenu kemijsku energiju koriste mikroorganizmi za svoje potrebe(kemosinteza) Sve dok CN omjer ne padne na određenu vrijednost savoslobođeni dušik u toj fazi razgradnje organske tvari koriste mikroorganizmi zasvoje potrebe Oslobađanje dušika i mogućnost njegovog usvajanja višimbiljkama započinje tek kad je CN lt 251 a potpuna asimilacija od stranemikroorganizama je kod CN gt 331 Dušik je ugradnjom u živu tvarmikroorganizama privremeno izgubljen za ishranu bilja a takav vid imobilizacijenaziva se biološka fiksacija dušika koja traje sve do ugibanja mikroorganizama(odnosno do mineralizacije nežive biomase mikroorganizama)

Omjer ugljika i dušika ovisi o fizikalno-kemijskim svojstvima tla pa je tako ukiselim tlima uobičajeno širi nego u neutralnim i lužnatim tlima Također CNomjer se mijenja s povećanjem dubine soluma U podoraničnom sloju omjer jeuži u odnosu na pliće slojeve tla

Značaj humusa u tlu može se promatrati s fizičkog kemijskog i biološkogaspekta U fizičkom pogledu humus poboljšava vodnozračni režim i termičkasvojstva tla Tlo s više humusa je tamnije boje te apsorbira veću količinu Sunčeveradijacije uz njegovo brže zagrijavanje Nezamjenjiva je uloga humusa unastanku strukturnih agregata tla i nastajanju mrvičaste strukture kojapoboljšava aeraciju i drenažu Strukturna tla vežu više vode manje su podložnaeroziji i ispiranju koloidnih čestica te se znatno lakše obrađuju

Veliki broj važnih kemijskih svojstava tla vezan je uz prisutnost humusa Izrazitamoć sorpcije iona i sposobnost različitih reakcija humusa s mineralnomfrakcijom tla osigurava organskoj tvari prvorazredan značaj u poboljšanjunjegovih kemijskih svojstava Humus znatno povećava kapacitet tla za sorpcijuiona i preko toga poboljšava njegova puferna svojstva regulirajući ravnotežuizmeđu iona u vodenoj fazi tla i onih koji su izmjenjivo vezani na koloidnimčesticama tla

Vrlo značajna uloga humusa je u stvaranju kompleksnih spojeva (kelata) kojebiljke lako mogu usvajati i tako vezani ioni kovina nisu podložni ispiranju ilirazličitim mogućnostima imobilizacije (kemijska i biološka fiksacija) Teški metaliimaju posebice izraženu sklonost kelatiranju

Pored sprječavanja gubitaka teških metala ispiranjem ili njihovomtransformacijom u teško topljive spojeve koje biljke ne mogu usvajati značajnaje uloga organske tvari u sprječavanju kemijskog vezivanja fosforne kiselinenakon gnojidbe fosfornim gnojivima (humat efekt) posebice u kiseloj sredinigdje lako nastaju netopljivi i nepristupačni fosfati željeza i aluminija Stoga je

83

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

humus naročito važan u opskrbi biljaka fosforom kalcijem i željezom i kao izvordijela P S K Fe i drugih biogenih elemenata

Procesi sorpcije desorpcije i potencijal hraniva razmatraju se u posebnompoglavlju a iznos sorpcije u tlu koji otpada na organsku tvar može se približnoprocijeniti empirijskim izrazima

(+) -1 -1cmol kg g org tvariKIK = -60 + 50 pH

acute

Kako sorpcijska moć humusa jako ovisi o pH tla poželjno je kod procjenekationskog izmjenjivačkog kapaciteta tla uzeti u obzir korekciju na pH Empirijskaprocjena KIK-a često se izračunava sljedećim izrazom

(+) -1cmol kg200 humus 50 glina KIK = +

100 100acute acute

Prema gornjem izrazu za empirijsku procjenu KIK-a kod 2 humusa i 20 glineu tlu KIK = 140 cmol(+) kg-1 a uz korekciju na pH = 7 (neutralna pH-reakcija) KIK =158 cmol(+) kg-1 u kiseloj sredini (pH = 4) KIK = 128 cmol(+) kg-1 Naravno kodtala koja sadrže puno humusa npr šumska livadna ili vrtna s porastom kiselostikapacitet sorpcije jako pada Uz to smanjivanje kapaciteta sorpcije se odražavana lošu sposobnost kelatizacije u kiseloj sredini odnosno slabu učinkovitosthumat efekta

Dakle značaj organske tvari tla je dvojak Ona je izvor biljnih hraniva i imanezamjenjivu ulogu za stabilnost agregata tla (osnovni čimbenik kultivacije)potpomaže kretanje vode i zraka u tlu povećava retenciju vode i biogenostsprječava eroziju snažno povećava puferni efekt tla uz sprječavanje ispiranjahraniva (zadržavanje hraniva u zoni korijena sorpcija pesticida itd) daje boju(što utječe na bolje zagrijavanje tla) i snižava njegovu gustoću (rč ~ 265 g cm-3 umineralnim tlima a u tresetnim (gt 30 humusa) rč ~ 090 g cm-3 rv ~ 135 gcm-3)

47 VODA U TLU

Voda je medij života i dobra opskrbljenost vodom svih živih bića izuzetno jevažna Biljke najveći dio vode uzimaju korijenskim sustavom iz tla premda jemogu usvajati listom i svim drugim organima (ako nisu prekriveni debelomkutikulom ili korom) Gruba procjena raspoloživosti vode (AI) najčešće seiskazuje indeksom aridnosti po De Martonneu

84

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

P (T + 10) + 12 p(t + 10)

AI =2

acuteeacute ugraveecirc uacuteeuml ucirc

P = srednja godišnja količina padalina (mm)T = srednja godišnja temperatura (oC)p = količina padalina najsušnijeg mjeseca (mm)t = prosječna temperatura najsušnijeg mjeseca (oC)

Za 650 mm godišnje količine vodenog taloga prosječnu godišnju temperaturuod 11 oC 50 mm padalina u najsušnijem mjesecu i prosječnu mjesečnutemperaturu najsušnijeg mjeseca od 25 oC indeks aridnosti za semiaridnu klimukakva je na prostoru istočne Hrvatske po De Martonneu je

(11 10) (25 10) 12 502

AI = = 901P + + + acuteeacute ugraveecirc uacuteeuml ucirc

Kad je indeks aridnosti le 20prema De Martonneu područjeje sušno (tablica 415)Ekvatorijalna humidna klimaima svih 12 mjeseci indeksaridnosti gt 20 ekvatorijalnaklima s jednim sušnimrazdobljem ima 7 mjeseciindeks iznad 20 itd Indeksaridnosti može se primijeniti iza procjenu aridnosti pomjesecima vegetacije

Za determinaciju učinkovitosti oborina nekog područja najčešće se koristiThornthwaite indeks učinkovitosti padalina (tablica 415)

10n = 12 9PPE = 165 timesindeks (T - 122)1

eacute ugraveecirc uacuteeuml ucirc

aring

P = mjesečne padaline u mmT = prosječna mjesečna temperatura u degCn = broj mjeseci

Danas se najčešće koristi UNESCO-v indeks aridnosti (1979) koji se temelji naomjeru između padalina (P = padaline) i potencijalne evapotranspiracije (ETo =Pennman-Monteithova formula)

Tablica 414 Klasifikacija klime premaindeksu suše De Martonnea

AI Klimale 5 aridna (sušna)

5 ndash 12 semi-aridna (polu sušna)12 ndash 20 sušna sub-humidna20 - 30 vlažna sub-humidna30 ndash 60 humidna (vlažna)

ge 60 kišna

85

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

2

2

PAI =ETo

9000408 Δ (R - G) + γ un (e - e )s aT+273ETo = Δ + γ (1 + 034 times u )

ETo = referentna evapotranspiracija (mm dan-1)Rn = neto radijacija na površini usjeva (MJ m-2 dan-1)G = toplinski tok u tlu (MJ m-2 dan-1)T = prosječna dnevna temperatura zraka na 2 m visine (degC)u2 = brzina vjetra na 2 m visine (m s-1)es = tlak zraka pri saturaciji zraka vodenom parom (kPa)ea = aktualni tlak zraka (kPa)es - ea = deficit saturacije zraka vodenom parom (kPa)D = nagib krivulje tlaka zraka (kPa degC-1)ϒ = psihrometrijska konstanta (kPa degC-1)

Bilanca vode u tlu ovisi odotoku kretanju i gubitkuvode (slika 422) Pokretljivostvode u tlu i njeni gubitci vrlosu složeni i na taj procesdjeluje niz čimbenika od kojihsu najznačajniji fizikalnasvojstva tla (teksturastruktura dubina solumadubina podzemne vode i dr)klima (količina i rasporedpadalina temperatura i vlagazraka evaporacija i dr)

vegetacija naročito potreba biljaka za vodom dubina i moć usvajanjakorijenskog sustava intenzitet transpiracije i dr

Visok osmotski tlak vodene faze na slanim tlima može onemogućiti usvajanjevode Biljke slanih staništa (halofite) koje su prilagođene takvim uvjetima moguusvajati vodu vezanu silama do 100 bara (10 MPa) za razliku od mezofita čijasila usvajanja vode ne prelazi 15 bara (15 MPa) Porast osmotskog tlaka čestonastaje kod unošenja većih količina mineralnih gnojiva u suho tlo Ta se pojavanaziva solni udar i sprječava biljke da uzimaju vodu i hranjive tvari u njoj

Voda se u tlu nalazi vezana različitim silama koje korijenski sustav kod usvajanjamora savladati pa se voda u tlu dijeli na dvije klase

middot pristupačna imiddot nepristupačna

Tablica 415 Klasifikacija klimatskihpodručja zasnovana naThornthwaite indeksuučinkovitosti padalina

PE indeks Klimatska klasage 128 kišna

100-127 humidna (vlažna)64- 99 kišna sub-humidna32- 63 suha sub-humidnale 16 aridna (sušna)

86

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Sile koje vodu drže uz čestice tla su s jedne strane tenzija vlažnosti (površinskehidrostatičke i gravitacijske sile) a s druge strane osmotski tlak vodene faze tla

Ukupna količina vode koju tlo može zadržati nakon procjeđivanja (perkolacije)gravitacijske vode i gubitka površinskim otjecanjem na nagnutim parcelama(runoff) koju tlo ne može upiti (infiltracija vode) označava se kao retencijskikapacitet za vodu Budući da se čestice tla udružuju u strukturne agregate odkojih zapravo najvećim dijelom ovisi njegov porozitet kapacitet nekog tla zavodu funkcija je teksture i strukture tla (slika 423) te sadržaja aktivne frakcijeorganske tvari Naime humus posjeduje veliku sposobnost zadržavanja vode ukoličini koja je nekoliko puta veća od njegovog sadržaja u tlu

Slika 422 Bilanca vode u tlu

Količina vode u tlu ovisi najviše o teksturi i sadržaju organske tvari Tla fineteksture zahvaljujući većoj površini čestica i mnoštvu kapilarnih porazadržavaju više vode u odnosu na tla grube teksture što dobro ilustrira tablica416 Pokretljivost vode u tlu odnosno njegova hidraulična svojstva ovise oteksturi i strukturi tla odnosno ukupnoj poroznosti tla dijametru pora ipopunjenosti pora vodom Što tlo sadrži manje vode posebice suho tlo to težeprovodi vodu (negativniji potencijal y) pa konduktivitet (provodljivost tla zavodu) raste s vlažnošću tla

Voda u tlu dijeli se u četiri klase ovisno o njenoj pristupačnosti za usvajanjegravitacijska kapilarna higroskopna i kemijski vezana voda

87

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

471 Gravitacijska voda

Gravitacijska voda zadržava se u krupnim porama tla i otječe pod djelovanjemgravitacije Zbog toga se ovaj oblik često naziva i slobodna voda U slučaju jačihpadalina ili poplave (kod dužeg zadržavanja gravitacijske vode) dolazi dohipoksije (i anaerobioze) otkazivanja funkcija korijenja i gušenja biljaka Vlažnosttla preostala nakon otjecanja gravitacijske vode odgovara poljskom kapacitetuvlažnosti Brzo otjecanje gravitacijske vode iz zone korijena uvjetuje njezinumalu iskoristivost za potrebe biljaka

Slika 423 Utjecaj teksture tla na raspoloživost vode

Tablica 416 Sadržaj vode u tlima različite teksture

Teksturna klasa tlaVoda (na apsolutno suho tlo)

Higroskopvoda

Koeficijentuvenuća

Poljskikapac vlage

Dostupnavoda

Fini pijesak 341 37 76 29Pjeskovita ilovača 693 72 155 83Praškasta ilovača 1040 127 240 113Glinasta ilovača 1610 206 304 98

88

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

472 Kapilarna voda

Kapilarna voda zadržava se u porama pod utjecajem površinskih sila čestica tlaOna ne podliježe gravitaciji jer se drži silama površinskog napona za zidovekapilara tla ili je pak poduprta razinom podzemne vode Kapilarna voda jeraspoloživa za usvajanje i predstavlja najvažniji dio vode Količina kapilarne vodeu nekom tlu označava se kao poljski kapacitet vlažnosti ili kapilarni kapacitet tlaKoličina vode u kapilarama može se izraziti Poiseuille-Hagenovom jednadžbom

4dp rQ =

8 l nacute Otilde acuteacute acute

(dp = najveći deficit difuznog tlaka (raquo 15 bara) r = radijus kapilare l = duljina kapilare n= viskoznost vode)

S obzirom da adhezijske sile čestica tla smanjuju vodni potencijal kapilarna vodaima sposobnost kretanja po gradijentu vlažnosti odnosno od vlažnijeg (većaslobodna energija) prema manje vlažnom dijelu tla (manja slobodna energijevode)

473 Higroskopna voda

Higroskopna voda je dio kapilarne vode čije opne ne prelaze debljinu 15-20molekula vode i ona se drži za čestice tla snagom koja dostiže 100 MPa Ovajoblik vode određuje se sušenjem na 105 degC i biljkama je potpuno nedostupanKoličina higroskopne vode u nekom tlu upravo je proporcionalna njegovojkoloidnoj frakciji a obrnuto proporcionalna veličini čestica Dakle s porastomsadržaja koloida tla i smanjivanjem njegovih čestica sve je više higroskopnevode

474 Kemijski vezana voda

Kemijski vezana voda ugrađena je u različite hidratizirane kemijske spojeve tla inije raspoloživa za usvajanje

89

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

475 Raspoloživost vode

Higroskopna i kemijski vezana voda u tlu predstavljaju takozvanu mrtvu rezervu imogu se odrediti metodom uvenuća biljaka koja se temelji na uzgoju biljaka uposudama Kad se biljke dobro razviju zalijevanje se prekida a one se prenose uhladovinu U trenutku početka venjenja količina vode utvrđuje se nekom odlaboratorijskih metoda i ta se vlažnost tla označava kao koeficijent uvenućanekog tla za ispitivanu biljnu vrstu Međutim tlo još sadrži izvjesnu količinu vodekoju biljke mogu s velikim naporom koristiti a nakon toga uvenuće biljaka jetoliko da se ne mogu više povratiti u život dodavanjem vode To stanje vlage utlu naziva se točka trajnog uvenuća i odgovara približno stanju u kojem tlo sadržiisključivo higroskopnu vodu Interval vlažnosti između koeficijenta uvenuća itočke trajnog uvenuća naziva se interval uvenuća Stoga se može napisati

Raspoloživa voda = (sadržaj vode u tlu - točka uvenuća) acute dubina korijena

Biljke mogu usvajati vodu silom do 15 MPa (što odgovara pF = 42 jer jelog10(15000) = 418) pa higroskopna i kemijski vezana voda u tlu predstavljajutzv mrtvu rezervu i mogu se odrediti metodom uvenuća biljaka koja se temeljina uzgoju biljaka u posudama Voda koja je vezana za čestice tla silom manjomod 10 kPa (01 bara) lako se gubi iz tla pod utjecajem gravitacije iprocjeđivanjem kroz krupnije pore tla (slika 424)

Slika 424 Tenzija vode u tlu i njena bioraspoloživost (BRV)

90

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Utvrđivanje raspoloživosti vode (water budget) je vrlo složen problem jer jestatus vode dinamičan sustav čiji su reprezentanti higroskopna kapilarna igravitacijska voda Ukupni potencijal vode tla (Ψt) suma je matriks (Ψp)osmotskog (Ψo) hidrostatskog (Ψm) pneumatskog (Ψpn) i gravitacijskogpotencijala (Ψg) od kojih su prva tri presudna za raspoloživost vode (matrikspotencijal je posljedica međusobnih veza vode i čestica tla osmotski nastajevezivanjem vode za otopljene tvari u njoj a hidrostatski je posljedica gustoćekoličine vode i gravitacije) Stoga je retencija vode prvenstveno određenateksturnom klasom tla ali i velikim brojem drugih parametara (zbijenostprisutnost nepropusne zone nagib visina podzemne vode homogenost solumaitd) koji se teško mogu potpuno procijeniti Približnu veličinu potencijala vode usustavu tlo-biljka-atmosfera prikazuje tablica 417 Iz tih podataka jasno je dapostoji vrlo velika razlika u potencijalu vode između tla biljke i atmosfere što jeuz korijenski tlak pokretačka sila usvajanja vode njenog kretanja kroz biljku ikonačno gubitka transpiracijom Premda je korijenski tlak u tim odnosima tlabiljke i atmosfere mali (1 do 2 bara) njegova je uloga nezamjenjiva posebice uokolnostima kada je visoka relativna vlaga zraka ili u ranim fazama rasta kadbiljke nemaju još formirano lišće

Slika 425 Status vode u tlu Bucket model raspoloživosti vlage zaglinaste ilovače (Hillel 1998)

91

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 417 Potencijal vode (u barima) u sustavu tlo-biljka-atmosfera (Miltonand Moorby 1978)

Za utvrđivanja statusa vode u tlu (slika 425) potrebno je poznavati veliki brojparametara npr dubinu korijena gustoću i porozitet tla poljski kapacitet zavodu točku uvenuća faktor usjeva faktor tla aktualnu evapotranspiracijupotencijalnu evapotranspiraciju (najveću moguću) retencijski kapacitet tla zavodu aktualnu vlažnost tla količinu oborina i dr (tablica 418) što se razmatradetaljno u poglavlju Matematičko modeliranje rasta i razvoja usjeva

Tablica 418 Fizikalna svojstva tla važna za status vode (Alberta AgricultureFood and Rural Development 2004)

TeksturaUkupni

porozitet

Točkauvenuća

Poljskikapacitet

Raspoloživavodavol

Infiltracija(satur tlo)

mm h-1vol Ilovasti pijesak 40 6 16 10 26-60Pjeskovita ilovača 42 8 22 14 256Ilovača 43 12 30 18 68Pjesk-glin ilovača 45 13 29 16 43Praškasta ilovača 45 10 30 20 132Glinasta ilovača 47 16 36 20 23Praš-glin ilovača 47 18 40 22 15Pjeskovita glina 45 20 37 17 12Ilovasta glina 47 25 46 21 1Glina 49 23 42 19 06

48 TEMPERATURA TLA

Temperatura tla može znatno varirati ovisno o vremenu (godišnje dnevno) idubini profila Stoga se tla prema temperaturnom režimu klasificiraju na temeljuprosječne temperature na dubini od 50 cm u 5 klasa

middot stalno smrznuta (pergelic)middot hladna ili ledena (cryic prosječna godišnja temperatura le 8 degC)middot srednja (mesic prosječna godišnja temperatura je između 8 i 15 degC)middot topla (thermic prosječna godišnja temperatura je između 15 i 22 degC) imiddot hipertopla (hyperthermic prosječna godišnja temperatura ge 22 degC)

Sredina Turgescentne biljke Uvenule biljkeTlo -01 do -100 -100 do -200List -20 do - 150 -150 do -300Atmosfera -1000 do -20000 -1000 do -20000

92

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Osim temperature tla važan je i njegov toplinski kapacitet koji je ovisan oomjeru vode mineralne i organske tvari sposobnost prijenosa topline (toplinskikonduktivitet tla) između zagrijavanog površinskog sloja prema rizosferi i dubljena što utječe omjer mineralog dijela vode plina i organske tvari u tlu kao isposobnost odavanja topline (radijacijom odnosno zračenje topline u okolniprostor te konvekcijom ili kretanjem zagrijanog lakšeg zraka)

Tla koja sadrže više organske tvari su pored dobre strukture i tamnije boje tebolje apsorbiraju Sunčevu radijaciju Npr albedo (refleksija Sunčeve radijacije u) tamnog tla je 5-15 travnjaka 10-20 dok na golom vlažnom tlu s maloorganske tvari može doseći gotovo 50 Važno je znati da od Sunčeve radijacijekoja dospije na površinu usjeva svega ~ 1 biljke iskoriste u procesufotosinteze ~ 80 se potroši za evaporaciju vode a tek ~ 20 je iskorišteno uzagrijavanju tla Zagrijavanje tla jako ovisi i o ekspoziciji (koja određuje upadnikut Sunčevog zračenja) što je neobično važno kod uzgoja termofilnih vrsta (nprvinove loze) godišnjeg doba nadmorske visine (za svakih 100 m nadmorskevisine temperatura zraka pada za ~ 065 degC) biljnog pokrova vlažnosti tlabrzine vjetra i mikrotopografije (dubina način obrade tla i sl)

Temperatura tla je važan ekološki čimbenik koji određuje niz strukturnih ifunkcionalnih svojstava kako prirodnih tako i poljoprivrednih ekosustava Unekim ekosustavima temperatura u zoni korijena je najvažniji čimbenik zautvrđivanje neto primarne produktivnosti jer određuje duljinu vegetacijePorastom temperature raste enzimatska aktivnost žive faze tla jednako kao imetabolizam i rast korijena uz porast usvajanja vode i hraniva što zatim potičesve druge biokemijske procese u biljci (disanje i fotosintezu) te ubrzava rast irazvitak biljaka Smatra se da temperatura tla utječe na kinetiku usvajanjahraniva posebice NH4

+ H2PO4- HPO4

2- i K+ i to po pravilu Q10 odnosno za svakih10 degC usvajanje se ubrzava za 2 do 3 puta ali samo do neke granice (nprusvajanje fosfora i kalija raste kod kukuruza sve do 35 degC dok disanje korijenana 40 degC još ne dostiže svoj maksimum)

Značaj temperature tla može se promatrati s više gledištaA) Dekompozicija organske tvari (oslobađanje hraniva utjecaj na vodni režim)B) Razgradnja minerala tla (led temperaturna amplituda dannoć i dr)C) Rast biljaka (potreba za temperaturom temperaturna valenca optimum)

1) direktan utjecaja) klijanje i nicanje sjemenab) rast korijenac) usvajanje hranivad) rast izdanaka

2) indirektan utjecaja) premještanje vodeb) premještanje plinova (N2 O2)c) struktura tla

93

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

d) raspoloživost hranivaD) Difuzija hraniva

1) premještanje od najveće ka nižoj koncentraciji2) plinovi (O2 CO2 CH4 C2H2 N2)3) ioni (Ca2+ Mg2+ K+ NO3

- PO43-)

4) organske tvariE) Pokretljivost vode (konvekcija evaporacija)F) Biologija tla

1) mikroorganizmi (bakterije gljive i sl mikrobi mogu živjeti od -12 degC do100 degC ali u tlu većina ih živi između 0 i 30 degC)

2) mezofauna (npr gujavice većina velikih organizama spušta se dublje utlo tijekom zime ili ljeta)

3) mikrobiološka kontrola razgradnje organske tvari (utjecaj na strukturutla)

49 ZASLANJENOST I ALKALIČNOST TLA

Ukupne površine halomorfnih (zaslanjenih) tala na Zemlji (FAO) iznose približno830 mil ha (~ 400 mil ha zaslanjenih ~ 430 mil ha alkalnih) Od trenutno 230mil ha navodnjavanih površina čak 45 mil ha su zaslanjena tla ili izloženasekundarnom zaslanjivanju (195 ) a od 15 milijardi ha u suhom ratarenju 32mil ha (21) je salinizirano do različitog stupnja ovisno o intenzitetuantropogenizacije Procijenjeno je da procesi salinizacije iili alkalizacije usvjetskim razmjerima svake minute odnesu oko 3 ha površina za proizvodnjuhrane Na prostoru Republike Hrvatske problem salinizacije iili alkalizacije jeograničen na područje istočne Slavonije i Baranje dolinu Neretve te uski obalnipojas Dalmacije i otoka

Premda u Hrvatskoj zbog pretežitog utjecaja relativno humidne klime ima malozaslanjenih i alkalnih tala (nova istraživanja ukazuju na više tisuća hektara) kojasu uglavnom mozaično raspoređena unutar većih proizvodnih parcela ima ivećih kompleksa tako degradiranih površina Veličinu problema zaslanjivanja iilialkaliziranja vrlo lijepo ilustrira nekoliko fotografija iz trokuta Valpovo-DonjiMiholjac- Našice (slika 426)

Također u intenzivnoj ratarskoj proizvodnji posebice plastenicima istaklenicima može doći do sekundarnog zaslanjivanja navodnjavanjem vodomkoja sadrži previsoku količinu soli i uporabom velikih količina mineralnih gnojivaObično se zaslanjenost iili alkaliziranost tala klasificira prema tablici 420Lužnatost vode za irigaciju i fertirigaciju izražava se u jedinicama RSC (ResidualSodium Carbonate)

94

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

-3- 2- 2+ 2+3 3mmol dmRSC = HCO + CO - Ca + Mgeacute ugrave eacute ugrave

euml ucirc euml ucircRSC je ekvivalent količini kiseline (mmol dm-3 H+) koja je potrebna zaneutralizaciju lužnatosti izazvane kalcijevim i magnezijevim karbonatima ihidrogenkarbonatima Kada je RSC gt 25 takvu je vodu rizično koristiti Ako jeRSC 125-250 voda je potencijalno opasna za dulju uporabu a ispod 125pogodna je za navodnjavanje

Koncentracija otopljenih soli u vodi konvencionalno se utvrđuje mjerenjemelektričnog konduktiviteta ili električne provodljivosti tla (EC tablica 419)

EC je recipročna vrijednost specifičnog otpora (Ω)

1 1 LEC = = times

ρ R A

gdje je LA konstanta mjerne ćelije Kc

Kc = R times EC

Zaslanjenost tla mjeri se u tlu konzistencije paste (saturirani vodni ekstrakt) ili uvodnom ekstraktu tla 15 a kada vrijednosti EC prelaze 4 dS m-1 tlo se smatrazaslanjenim Sposobnost prenošenja mola kationa ili aniona u otopini tlaoznačava se kao ekvivalentna provodljivost ali u polifaznom sustavu kao što jetlo s velikom količinom elektrolita dolazi do različitih anomalija pa se kaopribližan izraz za određivanje ukupnih lakotopljivih soli (TDS = Total DissolvedSolids) koristi

-3 -1mg dm mS cmTDS = EC times 640

S većom količinom elektrolita u tlu raste i osmotski tlak vodene faze

-1bar mS cmOT = EC times 036

Višak soli povećava osmotski tlak vode pa tla s vrijednostima EC raquo 4 mS cm-1

imaju osmotski tlak oko 15 bara u suspenziji tlo-voda dok u prirodnim uvjetimavlažnosti tenzija vode može često narasti u zaslanjenim tlima iznad graniceraspoloživosti (gt 15 bara ili 15 MPa) što ometa njeno usvajanje ali i usvajanjehranjivih tvari To rezultira pojavom fiziološke suše jer u tlu ima dovoljno vodeali korijen biljaka ju ne može usvojiti

Tablica 419 Klasifikacija slanih i alkalnih tala prema EC i SAR (Millar 2003)

Klasifikacija ECdS m-1

AlkaliziranoSAR pH Fizikalni uvjeti

tlaZaslanjena gt 4 lt 13 lt 85 NormalnoAlkalna (sodic) lt 4 ge 13 lt 85 LošeZaslanjeno-alkalna gt 4 ge 13 lt 85 NormalnoVisok pH lt 4 lt 13 gt 78 Promjenjivo

95

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 426 Negativan utjecaj zaslanjivanjaalkalizacije na soju i kukuruz napodručju Bocanjevaca i Marijanaca (Vukadinović 2011)

96

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Alkalizacija natrijem ocjenjuje se u odnosu na kompetitivne ione Ca2+ Mg2+ i K+ ujedinicama SAR (Sodium Adsorption Ratio) i ESP (Exchangeable SodiumPercentage)

(+) -3

+

Gcmol dm 2+ 2+

NaSAR = K times

Ca + Mg

eacute ugraveeuml ucirc

eacute ugrave eacute ugraveeuml ucirc euml ucirc

Gaponov koeficijent (KG) važan je kod zamjene natrija i kalcija na sekundarnimmineralima koji specifično vežu ione u međulamelarnim prostorima (smektiti ivermikuliti) i često se koristi za predviđanje natrij-kalcij razmjene u aridnimuvjetima Povezivanje aktivitetnog omjera i omjera kationa na KIK-u dajemogućnost izračunavanja puferne sposobnosti nekog kationa odnosnosposobnosti tla da održi njegovu koncentraciju u tekućoj fazi npr za natrij

+iz

G 2+ 2+iz

Na Na = K

(Ca + Mg) (Ca + Mg )

Na lijevoj strani jednažbe su koncentracije u cmol(+) kg-1 tla izmjenjivo sorbiranihkationa (ekstrakcija amonijevim acetatom) dok desna predstavlja njihovaktivitet u tekućoj fazi tla izražene u mmol dm-3 Gaponov koeficijent (KG)uravnotežuje obje strane jednadžbe a kad u tlu nema selektivne sorpcije što jetipično za natrij zbog njegovog velikog ionskog radijusa te ne može ulaziti umeđulamelarne prostore sekundarnih minerala iznosi 12 Pojavom selektivnesorpcije (tipično za K+ i NH4

+) KG raste te ukazuje na čvrstoću vezivanjaadsorpcijskim kompleksom tla (pojava fiksacije)

Između vrijednosti ESP i SAR te postotka izmjenjivog natrija na KIK-u postojiempirijski utvrđena povezanost

GESP = 0015 times SAR - 001 (uz K = 0015)

Za praktične potrebe potencijal pojedinog hraniva rijetko se prikazujeenergijom koju biljka mora uložiti da bi usvojila hranivo Češće se izražava kaoaktivitetni odnosno Scofieldov omjer (ARNa) ili analogno potencijalu vodika(pH) prema Woodruffu kao dekadni negativni logaritam aktiviteta Na+ ionaumanjen za pola potencijala Ca2+ i Mg2+ npr za natrij

pNa = pNa - 05 times p(Ca + Mg)

Istraživanja na našim solonecima (Vesna Vukadinović 2003) pokazala su kako sesadržaj natrija u tlu smanjuje tek nakon šesterostrukog eluiranja tla vodom napribližno 12 do 13 prvobitne vrijednosti Stoga treba naglasiti da ni vrijednosti

+05

G 2+ 05

(Ca - x) times (Na )K =

(Ca ) times (Na - x)( )

( )+ (+) -1

izm

(+) -1

Na cmol kg tlaESP = times 100

KIK cmol kg tla

97

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kvocijenta alkalizacije (SAR) u Btna horizontu soloneca-solončaka na lokacijiKurnjak (45677 N 18220 E) nisu pale ispod 15 (slika 427) pa kod jakoalkaliziranih soloneca samo ispiranje natrija velikom količinom vode ne dovodido pada SAR-a na prihvatljivu vrijednost SAR lt 15

Uklanjanje suviška natrija iz tla moguće je provesti melioracijskim dozama gipsa(ili sumporne kiseline) što je puno češća melioracijska mjera popravke natričnihtala Naime primjenom gipsa dolazi do zamjene 2 Na+ na adsorpcijskomkompleksu tla (izm) s Ca2+ pa se pokretni natrij (mob) s vodom ispire iz tla

+ 2+ + 2-izm 4 izm mob 4

2+ 2-2 4 3 4 2 2

2+ 2 +izm mob izm mob

1) Na + CaSO Ca + Na + SO

2a) H SO + CaCO Ca + SO + H O + CO

2b) 2 Na + Ca Ca + 2 Na+ +

reg

reg

Potreba za gipsanjem lako se izračuna kad su poznati KIK i ESP Primjerice akoje a) KIK = 15 cmol(+) kg-1 b) ESP 20 c) volumna gustoća tla 15 (3000000 kgacute 20 cm-1 ha-1) tada je

ESP100 acute KIK odnosno 20100 x 15 = 30 cmol(+) kg-1 Na

30100 acute 1362 = 204 g kg-1 CaSO4 kg-1 (M(CaSO4) = 136 g mol-1 a za prirodni M(CaSO4 acute 2 H2O) = 172 g mol-1)

204 acute 3000000 = 6120000 g ili 612 t CaSO4 ha-1

U Hrvatskoj je bilo istraživanja primjene fosfogipsa kao materijala za kalcizaciju(deponija Lonjsko polje ~ 45 mil t) koji je otpad u proizvodnji mineralnihgnojiva (vidi poglavlje Mineralna gnojiva) ali je s aspekta zaštite okoliša takvapraksa nedovoljno provjerena zbog njegove radioaktivnosti (sadrži radioaktivnenuklide U Ra i dr) te toksičnih elemenata (F Cd i dr)

410 SADRŽAJ ŠTETNIH TVARI U TLU

Ekološki sustav podrazumijeva zajednicu svih živih bića i životnog prostora bezobzira je li to prirodna sredina (uključujući fizička i kemijska svojstva tla) ili jeizmijenjena aktivnošću ljudi Brz tehnološki napredak i potreba za sve većimkoličinama hrane uz intenzivnu kemizaciju poljoprivrede uzrok su sveonečišćenijoj životnoj sredini smanjenju njenih prirodnih mogućnostiregeneracije i sve bržoj devastaciji Stoga većina razvijenih zemalja uključujući iRH (Ustavno pravo svakog čovjeka je pravo na zdrav okoliš) shvaća da je zaštitatla neodvojiva od gospodarskog razvitka društva te donosi stroge zakone ozaštiti okoliša i uvodi monitoring odnosno sustavno motrenje mjerenje i

98

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

utvrđivanje stanja okoliša emisije polutanata ili populacije u duljemvremenskom periodu uključujući i motrenje poljoprivrednih površina

Monitoring je sustav neprekidnog promatranja elemenata životne sredine uprostoru i vremenu Cilj je prikupiti podatke kvantitativne i kvalitativne prirode oprisutnosti i distribuciji polutanata njihovoj emisiji izvorima i vrsti onečišćenja(točkasti difuzni i sl) i njihovoj lokaciji na određenim mjernim postajamaPrevencija u zaštiti okoliša uz monitoring svakako će sve više dobivati na značajujer je

Opterećenje okoliša = brojnost ljudske populacije acute razina tehnologije acuteživotni standard

Slika 427 Promjena SAR-a u solonecu-solončaku na lokaciji Kurnjak nakonuzastopne eluacije vodom (Vesna Vukadinović 2003)

Intenzivna poljoprivredna proizvodnja podrazumijeva danas visokutehnologiju uz visok stupanj kemizacije Korištenje mineralnih gnojiva i pesticidapostupno mijenja prirodna svojstva tla a preko podzemnih voda djelujenegativno i na širu životnu okolicu Stoga je danas sve više bdquozelenihldquo pristalicaočuvanja prirodne životne sredine a pokret se širi i u proizvodnji tzv zdravehrane odnosno alternativnoj poljoprivredi Nasuprot tradicionalnom načinuratarenja s intenzivnom primjenom kemijskih sredstava razvija se više tipovaalternativne poljoprivrede pod različitim imenima (organsko ratarenje biološkapoljoprivreda biodinamička ekološka naturalna bioproizvodnja održiva iliobnovljiva ili sustainable itd) Zajedničko je svim tim načinima proizvodnjehrane isključivanje ili drastično smanjenje primjene kemijskih sredstava zazaštitu uporabe mineralnih gnojiva regulatora rasta i aditiva stočnoj ishraniInzistira se na pravilnom plodoredu korištenju biljnih ostataka organskimgnojivima i zelenoj gnojidbi uzgoju leguminoza i biološkim metodama zaštite odštetnika s ciljem održavanja i povećavanja efektivne plodnosti tla

SAR

Eluacija

Btna

P

99

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Najveći dio poljoprivredne proizvodnje (gt 98 ) još uvijek se temelji naintenzivnoj primjeni mineralnih gnojiva pesticida regulatora rasta i velikogbroja različitih aditiva u ishrani životinja i to se neće znatnije promijeniti obziromna brz porast populacije ljudi Tlo se onečišćava (kontaminacija) i velikim brojempolutanata iz vode i zraka (plinovi i aerosoli u blizini velikih gradova kemijskihmetalnih i energetskih postrojenja) Aeroonečišćenje plinovima (CO2 SO2 N2O)u obliku kiselih kiša izaziva oštećenja tla i vegetacije pa se u posljednje vrijemesve češće spominje kao uzrok odumiranja šuma Najčešći onečiščivaći tla suugljikovodici teški metali (kadmij olovo krom bakar cink živa i metaloidarsen) herbicidi pesticidi ulja katran PCB dioksin i dr

Mineralna i organska gnojiva primijenjena u količinama većim od potrebnih zaishranu bilja mogu dovesti do narušavanja kemijskih i fizičkih svojstava tlaonečišćenja podzemnih voda ili lošije kakvoće poljoprivrednih proizvoda Zbogtoga se u posljednjih 30-ak godina intenzivno ispituje ekološki rizik primjenedušičnih fosfornih i kalijskih gnojiva te teških metala (uključujući imikrolemente) kao primjesa mineralnih ili organskih gnojiva dobivenih izrazličitih otpadaka (gradsko smeće kože itd)

Posebice je opasna predozacija dušičnim gnojivima jer nagomilavanje lakopokretljivog nitratnog oblika dušika u tlu utječe na njegovo pojačano ispiranje uzkontaminaciju okolnih vodotokova i podzemnih voda a nakupljanje u hraništetno djeluje na ljude i stoku Smatra se da u prosječnom dnevnom obrokučovjeka od ukupne količine nitrata (~ 90 mg) 23 se unosi povrćem a 13vodom za piće WHO (Svjetska zdravstvena organizacija) dopušta koncentracijuNO3

- od 45 mg dm-3 (10 ppm N-NO3) u pitkoj vodi Nitrati se brzo izlučuju izorganizma međutim njihov visok sadržaj u biljnim proizvodima smatra seštetnim jer se u digestivnom traktu (u kiseloj sredini želuca) reduciraju do nitritakoji reagiraju sa sekundarnim aminima (uključujući i neke pesticide) dajućikancerogene nitrozamine

Iako kod ljudi još nije dokazana korelacija između razine uporabe dušičnihgnojiva i sinteze nitrozamina u digestivnom traktu već i teoretske mogućnosti otomu uznemiruju javnost posebice u razvijenim zemljama koje imaju velikezalihe hrane

Nitrati i nitriti izazivaju methemoglobinemiju pa i nefritis s visokim stupnjemmortaliteta Methemoglobinemija (bolest eritrocita sa simptomom plave kožekod beba) česta je kod djece starosti do 4 mjeseca (3-6 mj) koja ne posjedujurazvijen sustav zaštite (niska razina HCl u želucu ne može uništiti svemikroorganizme koji transformiraju nitrate do nitrita te odsustvo enzimadiaforaze) pa koncentracija nitrata u dječjoj hrani ne smije prelaziti 250 mg NO3

-

100

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kg-1 svježe tvari Methemoglobin se u kritičnim slučajevima može pomoćuinjekcija metilenskog plavog transformirati u hemoglobin

Čest argument protiv uporabe visokih doza dušičnih gnojiva je favoriziranjebolesti i pojava infekcija biljaka Luksuzne doze dušika dovode do formiranjališća čije parenhimske stanice imaju tanke stijenke što smanjuje njihovuotpornost na infekcije i parazite Također u procesima denitrifikacije oslobađajuse dušični oksidi (NOx i N2O) za koje se smatra da uništavaju ozonski omotačZemlje koji štiti žive organizme od štetnog utjecaja UV zračenja Ipak treba istaćida je uporaba N-gnojiva izvor beznačajnih količina dušikovih oksida (manje od 1) u odnosu na druge izvore uništavanja ozonskog sloja

Fosfatna gnojiva uvijek sadrže izvjesnu količinu radioaktivnih elemenata (nizovi238U i 40K) ali treba naglasiti da je onečišćavanje oranica radionuklidima izgnojiva vrlo spor proces koji ne mijenja fizička i kemijska svojstva tla i uglavnomje cjelokupna primjena fosfata od prvih početaka do danas ispod prirodnog fonazračenja tla Međutim fosfor može biti uzrok eutrofikacije voda odnosno burnepojave algi a nakon njihovog ugibanja troši se kisik za razgradnju ogromneorganske mase što dovodi do izumiranja drugih živih organizama u vodiOpasnosti od eutrofikacije voda najviše pridonose detergenti s polifosfatima (67) industrija (13 ) erozija tala (10 ) od čega samo 3 otpada na obradivatla Naime fosfor iz mineralnih gnojiva je vrlo slabo pokretan u tlu

Mikroelementi (Cu Mo Zn) kao i druge teške kovine ili nekovine (Cd Pb Hg CrNi As Se i dr) kod visokog sadržaja u tlu mogu imati štetne efekte na biljkedomaće životinje i ljude (tablica 420) Njihovo nakupljanje u oraničnom slojutla može biti posljedica onečišćenja ljudskom aktivnošću ali i prirodnimbiogeološkim procesima odnosno biljke takvih staništa usvajaju korijenomveliku količinu mikroelemenata iz dubljih slojeva i premještaju ih u oranični slojUklanjanje štetnih tvari najčešće teških kovina biljkama hiperakumulatorimakoje su u posljednje vrijeme GMO tehnikama (transgene biljke) postale vrloefikasne označava se kao fitoremedijacija (phytoremediation) a postoje četirirazličite tehnologije uklanjanja toksičnih metala iz tla i vode

middot Fitoekstrakcija - skupljanje biljaka nakon akumulacije metala i njihovoizdvajanje iz ostataka najčešće pepela

middot Fitovolatizacija - isparavanje pojedinih metala iz nadzemnih dijelova biljkemiddot Fitostabilizacija - korištenje biljaka kako bi se smanjila ili spriječila

bioraspoloživost (mobilnost) toksičnih metala u tlu imiddot Rizofiltracija - korištenje biljnih korijena za uklanjanje toksičnih metala iz

onečišćenih voda

Fitoremedijacija može biti vrlo efikasna tehnologija za uklanjanje štetnihelemenata iz tla ali i dalje ostaje problem kamo s njima jer su opasne za daljuuporabu Npr koncentracija As (u suhoj tvari) može doseći 7000 ppm u biljciSarcosphaera coronaria Cr u Dicoma niccolifera 1000 ppm Al u Hordeum

101

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

vulgare 1000 ppm Cu u Haumaniustrum robertii 1000 ppm Zn u Thlaspicaerulescens 10000 ppm itd

U posljednje se vrijeme velika pozornost pridaje kadmiju jer se kao pratiteljfosfora nalazi u znatnim količinama u fosfatima sedimentnog podrijetla Fosforitiiz Maroka sadrže 154 ppm Cd a iz Senegala čak 750 ppm Cd Normalnekoncentracije Cd u tlu su 01 do 1 mg Cd kg-1 tla dok mineralna gnojiva izPetrokemije doo sadrže 357 mg Cd kg-1 P2O5 pa u sljedećih barem stotinugodina kadmij iz mineralnih gnojiva neće predstavljati problem Zapravoopasnost od kadmija i drugih teških metala izrazita je tek u vrlo kiseloj sredini

Tablica 420 Dopuštene vrijednosti elemenata (ppm na suhu tvar) upoljoprivrednim tlima i njihova otrovnost (McBride 1994)

Element Biološkafunkcija

Toksičnost zabiljke

Toksičnost zasisavce

Fitotoksičnost(tolerancija)

Ag V V 5-10Al F S N 50-200As F SV V 5-20B FB S N 50-200

Ba N H 500Be SV V 10-50Cd F SV V 5-30Co FS SV S 15-50Cr F SV V 5-30Cu FBS SV S 20-100F FS NS S 50-500

Fe FBS N N gt1000Hg V V 1-3Mn FBS NS S 300-500Mo FBS S S 10-50Ni F SV V 10-100Pb S V 30-300Sb S V 150Se FS(B) SV V 5-30Ti SV V 20V F V V 5-10

Zn FSB NS NS 100-400

=fiziološka uloga nepoznata F=fiziološka uloga moguća FB=fiziološka uloga kod biljakaFS=fiziološka uloga kod sisavaca N=niska S=srednja V=visoka toksičnost

Pored mineralnih i organska gnojiva primijenjena u velikim količinama takođersu izvor onečišćavanja tla i voda Npr korištenje gnojovke posebice svinjske ublizini velikih stočnih farmi često na tlima lakšeg mehaničkog sastava dovodi doispiranja topljivih dušičnih oblika i detergenata u vodotokove

102

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Opasni su i ostaci perzistentnih pesticida (poluvijek razgradnje 1-10 godina) kojidovode do redukcije i uništenja flore i faune tla blokiraju aktivna mjesta naadsorpcijskom kompleksu tla i umanjuju sposobnost kelatiranja teških metalaorganskom koloidnom frakcijom tla Prema Pravilniku o zaštiti poljoprivrednogzemljišta od onečišćenja (NN 3210) u RH su utvrđene maksimalno dopuštenekoličine onečišćujućih tvari u poljoprivrednom zemljištu (tablica 421)

Poljoprivredno zemljište smatra se onečišćenim kada sadrži više teških metala ipotencijalno onečišćujućih elemenata od maksimalno dopuštenih količina(MDK) izraženih u mg kg-1 Stupanj onečišćenja zemljišta teškim metalima ipotencijalno onečišćujućim elementima izračunava se prema sljedećojjednadžbi

( ) ukupna koncentracija teških metala u zemljištuSo = times 100

maksimalno dopuštena vrijednost

Tablica 421 Maksimalno dopuštene koncentracije teških metala upoljoprivrednom tlu

Tekstura tlaCd Cr Cu Hg Ni Pb Zn

mg kg-1

Pjeskovito tlo 00-05 0-40 0-60 00-05 0-30 0-50 0-60Praš- ilov tlo 05-10 40-80 60-90 05-10 30-50 50-100 60-150Glinasto tlo 10-20 80-120 90-120 10-15 50-75 100-150 150-200

Za interpretaciju onečišćenja (So ) koristite se sljedeći kriterijimiddot čisto neopterećeno zemljište do 25 middot zemljište povećane onečišćenosti 25-50 middot zemljište velike onečišćenosti 50-100 middot onečišćeno zemljište 100-200 middot zagađeno zemljište gt 200 od graničnih vrijednosti

Nakon što su posljednjih godina zapažena oštećenja ozonskog omotača Zemljesve se češće proučava štetno djelovanje ultravioletnog UV-B zračenja (290-320nm) na ljude i životinje ali i fotobiološki efekt na biljke i njihovu produktivnostUV-B zračenje je opasno jer se apsorbira makromolekulama (proteinima inukleinskim kiselinama) i izaziva njihove strukturne promjene U SAD-u je napokusima sa sojom zapaženo snižavanje prinosa do 25 kod UV senzitivnihkultivara ovisno o jačini zračenja (oštećenju ozonskog omotača 20-40odgovaraju respektivno UV-B doze zračenja od 146 kJ m-2 i 222 kJ m-2)

Oštećenje ozonskog sloja u stratosferi izaziva povećana koncentracijaugljikova(IV) oksida (CO2) klorfluorugljika (CFC) metana (CH4) i dušikovih oksida(NOx N2O) Neka mjerenja pokazuju zabrinjavajuću godišnju stopu povećanja od05 za CO2 5-7 za CFC 1 za CH4 i 02 za N2O

103

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

411 SORPCIJA IONA U TLU I NJEN ZNAČAJ

Procesi vezivanja hraniva u tlu u pristupačnom obliku (sorpcija) za razliku odčvrstog vezivanja iona posve su različite naravi Naime kemijska biološka ifizička sorpcija najčešće se označavaju kao fiksacija jer tako vezana hranivamogu biti raspoloživa ali tek nakon kraćeg ili dužeg vremena (npr završetkomživota mikroorganizama hraniva koja su oni usvojili opet su raspoloživabiljkama) Na temelju dvojnog električnog sloja iona koloidne micele razlikuju sedva osnovna tipa sorpcije

middot fizička imiddot fizičko-kemijska adsorpcija

Fizička adsorpcija je pojava nagomilavanja iona na površini čestica tla (slika428) Vezivanje iona i polarnih molekula na temelju razlike u električnompotencijalu posljedica je površinskog napona čestica tla Budući da je površinačestica tla vrlo velika površinska energija razmjerna je prije svega teksturi iveličini čestica koje primjerice higroskopnu vodu u tlu drže silama i većim od1000 bara

Fizičko-kemijska adsorpcija (često se naziva i kemisorpcija) događa se zbogprisnog kontakta iona nagomilanih fizičkom adsorpcijom uz nabijene čestice uvodenoj fazi tla Nagomilani ioni reagiraju međusobno i s adsorpcijskimkompleksom tla uz određene kemijske promjene

U širem smislu pod adsorpcijom iona podrazumijevaju se sljedeće pojave

middot adsorpcija u užem smislu odnosi se na privlačenje iona koloidnom micelommiddot desorpcija ili oslobađanje iona iz električnog polja micelemiddot supstitucija je zamjena iona u elektroekvivalentnim iznosima imiddot retencija je zadržavanje iona u difuznom sloju

Potrebno je naglasiti kako je izraz sorpcija zadržavanje tvari bez implikacije ovrsti mehanizma zadržavanja Ovaj pojam uključuje adsorpciju apsorpcijutaloženje (precipitaciju) i površinsko taloženje

middot Adsorpcija označava površinsko zadržavanje iona ili malih molekula pri čemunema interakcije (ili je minimalna) između adsorbiranih čestica

middot Apsorpcija je zadržavanje tvari unutar drugog materijala (analognozadržavanju vode u spužvi)

middot Površinsko taloženje je trodimenzijski mehanizam akumulacije tvari napovršini a razlikuje se od adsorpcije po tome što zadržane čestice međusobnoreagiraju i mogu čak imati čvrstu strukturu znatno iznad izvorne podloge

middot Taloženje (precipitacija) označava formiranje 3-D struktura bez reakcije sasupstratom na kojem dolazi do taloženja (sorbent) Proces taloženja često sedogađa u otopinama pri čemu nastaje talog diskretnih čestica

104

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 428 Princip sorpcije i zamjene kationa (Mengel and Kirkby 1978)

Sorpcija kationa u tlu je proces koji uglavnom protječe vrlo brzo pri čemutemperatura tla u prirodnim okolnostima nema veliki značaj Adsorbirani ioni ilimolekule su dipolnih svojstava i mogu se zamjenjivati na adsorpcijskomkompleksu drugim ionima po zakonu o djelovanju masa odnosno sorbirani ioni iioni u otopini tla nalaze se u određenom omjeru

Za ishranu bilja značajna je koncentracija kationa u vodenoj fazi tla jer je tijelosorpcije predstavljeno mineralnom i organskom koloidnom frakcijom tla (glina ihumus) koje je pod normalnim okolnostima negativno nabijeno Smanjivanjemkoncentracije otopine tla (ili porastom kapaciteta sorpcije) raste sorpcijadvovalentnih kationa na račun jednovalentnih U suprotnom slučaju povećanjekoncentracije vodene faze tla povećava sorpciju jednovalentnih kationa Stogase u vlažnijim uvjetima bolje sorbiraju dvovalentni kationi (Ca2+ Mg2+ itd) a usušnijim jednovalentni (K+ Na+ itd)

Kapacitet sorpcije svih poljoprivrednih tala kreće se u širokim granicama (5-200cmol(+) kg-1) dok su najčešće vrijednosti 15-45 cmol(+) kg-1 tla Tla s većimsadržajem humusa i gline redovito imaju veći kapacitet sorpcije prema lakšim imalo humoznim tlima Tako npr ruski černozemi imaju prosječan kapacitetsorpcije 56 cmol(+) kg-1 a laka pjeskovita tla dravskog rita u Baranji tek oko 10cmol(+) kg-1 Tablica 422 pokazuje tipične vrijednosti KIK-a ovisne o teksturi tla

Tablica 422 Ovisnost kationskog izmjenjivačkog kapaciteta o teksturi tla

Tekstura tla KIK cmol(+) kg-1

Laka pjeskovita tla 3 - 5Pjeskovito ilovasta tla 10 - 20Ilovasta tla 10 - 15Praškasto ilovasta tla 15 - 25Glinasta i glinasto-ilovasta tla 20 - 50Organska tla 50 - 100

Kapacitet adsorpcijskog kompleksa tla određuje se preko veličine zamjenekationa na njemu Uobičajena metoda je izmjena kationa na adsorpcijskomkompleksu tla s NH4

+ (npr iz otopine amonijeva acetata) U ekstraktu tla utvrdise sadržaj pojedinih desorbiranih kationa dok se ukupni kapacitet sorpcijeodredi nakon utvrđivanja količine vezanog iona NH4

+ (desorpcije pomoću NaClodnosno Na+ i destilacije N-NH4 uz njegovo vezivanje kiselinom) Budući da se

105

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

utvrđuje sposobnost zamjene na adsorpcijskom kompleksu kapacitet zasorpciju naziva se kationski izmjenjivački kapacitet tla (KIK ili CEC) i u agrokemijiizražava se u cmol(+) kg-1 (identična vrijednost starom načinu izražavanja umekv100 g tla) Npr ako je u ekstraktu NH4-acetata utvrđeno kako 100 g tlaveže 300 mg Ca2+ 70 mg Mg2+ 8 mg K+ i 6 mg Na+ tada je KIK

(+) -1300 70 8 6KIK = + + + = 2130 cmol kg tla20 12 39 23

U brojniku su koncentracije kationa u mg 100 g-1 tla a u nazivniku njihovepribližne ekvivalentne mase (atomska masa podijeljena s valentnošću) Naravnou kiselijoj sredini jedan znatan dio alkalnih iona može biti zamijenjen kiselimionima pa je zapravo

KIK = suma baza + hidrolitska kiselost

Ako je suma baznih kationa 2130 cmol(+) kg-1 a hidrolitska kiselost (Hy) 355cmol(+) kg-1 H+ tada je KIK = 2130 + 355 = 2485 te se relativna zastupljenostpojedinih kationa (baznih i kiselih) na adsorpcijskom kompleksu računa kao utablici 424

Tablica 423 Izračun relativne zastupljenosti kationa na KIK-u

Kation Proračun Postotak KIK-aCa (30020) 2485100 6036Mg (7012) 2485100 2347K (839) 2485100 083Na (623) 2485100 105H (3551) 2485100 1429Ukupno 10000

U SI mjernom sustavu veličina KIK-a prikazuje se na sljedeći način mekv100 g =cmol(+) kg-1 odnosno izmjenjivi Ca2+ = 4 mekv100 g = 4 cmol(+) kg-1 = 4 cmol(frac12Ca2+) kg-1 Kod pH gt 55 na KIK-u se prosječno nalazi 70-85 Ca2+ 5-10 Mg2+ 2-5 K+ i lt 01 Na+ dok je u kiselim tlima dio bazičnih iona (Ca2+ Mg2+K+ i Na+) zamijenjen manje ili više kiselim ionima H+ i Al3+

Čvrstoća veze sorbiranog iona na adsorpcijskom kompleksu ovisna je o višečimbenika

middot svojstava tijela sorpcije (vrsta sekundarnih minerala struktura humusnihfrakcija)

middot kapaciteta za sorpciju (sadržaj gline i humusa) imiddot svojstava iona (valencija i radijus hidratiziranog iona)

Viševalentni ioni vežu se čvršće na adsorpcijski kompleks tla zbog većeg nabojaTakođer manje hidratizirani ioni drže se većom silom na adsorpcijskom

106

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kompleksu jer im je električni naboj slabije neutraliziran slojem molekula vodeZbog toga je ionski radijus vrlo značajna veličina kod razmatranja jačine sorpcijepojedinih elemenata Naime atomi manje atomske mase ali iste valencijeposjeduju veći ionski radijus u hidratiziranom stanju zbog toga što je jednakelektrični naboj raspoređen na manju površinu (veća gustoća naboja) Tablica425 pokazuje radijuse nekih kationa

Redoslijed sposobnosti zamjene kationa ovisno o stupnju njihovehidratiziranosti utvrdio je Hofmeister

Th4+ gt Al3+ gt La3+ gt Ba2+ raquo Sr2+ gt Ca2+ gt Mg2+ raquo Cs+ gt Rb+ gt NH4+ gt K+ gt Na+ raquo Li+

Posljednji kation litij u Hofmeisterovom nizu ima najveću gustoću naboja stoga inajveći promjer (radijus) u hidratiziranom stanju te je jačina njegova veze naadsorpcijskom kompleksu najmanja i najlakše se zamjenjuje nekim od sljedećihkationa iz niza Redoslijed zamjene kationa ovisno o tijelu sorpcije utvrdio jeSchachtschabel kao relativno povećanje u odnosu prema ionu NH4

+

Kaolinit Na+ lt H+ lt K+ lt Mg2+ lt Ca2+

Montmorilonit Na+ lt K+ lt H+ lt Mg2+ lt Ca2+

Mikas Na+ lt Mg2+ lt Ca2+ lt K+ lt H+

Huminske kiseline Na+ lt K+ lt Mg2+ lt Ca2+ lt H+

Tablica 424 Masa gustoća naboja i ionski radijusi nekih kationa

Ion Molarna masag mol-1

Gustoća nabojaA2

Ionski radijus (nm)nehidratiziran hidratiziran

Al3+ 27 038 0051H+ 1

Ca2+ 40 009 0099 096Mg2+ 24 016 0065 108

K+ 39 004 0133 053NH4

+ 19 004 0143 054Na+ 23 005 0095 079

Zbog sličnog promjera hidratiziranih iona K+ i NH4+ ta dva iona u tlu mogu

zamjenjivati jedan drugoga u međulamelarnim prostorima sekundarnihminerala Sekundarni minerali iz grupe ilita i vermikulita u imbibiranom(nabubrelom) stanju imaju proširene međulamelarne prostore upravo toliko data dva iona mogu ući a nakon sušenja tla ostaju bdquozaglavljeni i nepristupačni zausvajanje Pojava se naziva fiksacija (selektivna fiksacija) i uvjetovana jeveličinom međulamelarnih prostora u ekspandiranom (proširenom) stanju iradijusom hidratiziranih iona

Sorpcija aniona u tlu znatno je slabije proučena naziva se i AIK (anionskiizmjenjivački kapacitet tla ili eng AEC) i ta se pojava uglavnom događa u vrlokiselim redukcijskim uvjetima (slika 429) Mehanizam sorpcije aniona

107

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

vjerojatno je povezan s aktivacijom lužnatog dijela glinenih minerala pri niskimpH-vrijednostima Koloidi gline u takvim se uvjetima ponašaju kao amfoternejedinice

- 2- - 2- -2 4 2 2 42 R-OH OH + SO (R-OH ) -SO + 2 OHreg

Puno je bolje proučen mehanizam kemijske sorpcije aniona npr fosfata (slika430) pri čemu nastaju spojevi koji su netopljivi u vodi

3 3 4 4 2

3 3 4 4 2

Al(OH) + H PO AlPO + 3 H OFe(OH) + H PO FePO + 3 H O

regreg

Slika 429 Utjecaj pH tla na KIK i AIK u cmol(+) kg-1

Svježe istaloženi fosfati aluminija (AlPO4 acute 2 H2O variscit) i željeza(III) (FePO4 acute 2H2O strengit) slabo su topljivi u vodi i to tek ispod pH 45 Stoga je u kiselimtlima koja sadrže slobodno željezo i aluminij učinkovitost P-gnojidbe vrlo malazbog toga što se fosforna kiselina inaktivira ionima Al3+ i Fe3+ U neutralnim ilužnatim tlima u prisutnosti kalcija također dolazi do kemijske sorpcije fosfatnihaniona

3 3 4 4 2 2

3 4 3 4 2 2 2

CaCO + H PO CaHPO + H O + COCaCO + 2 CaHPO Ca (PO ) + H O + CO

regreg

U tlima s pH 8 ili više formira se netopljivi oktakalcijev fosfat (Ca8H2(PO4)6 a kodpH 9 i više netopljivi kalcijev hidroksiapatit kalcijev fluoroapatit ili karbonatniapatiti

Navedene reakcije dovode do prelaska primarnih fosfata koji su potpuno topljiviu vodi preko sekundarnih topljivih u slabim kiselinama (kemijski oblici fosfora uvećini mineralnih gnojiva) do tercijarnih fosfata koji su s aspekta ishrane bilja

108

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

zanemarljivi jer su topljivi samo u jakim kiselinama Navedena pojava u ishranibilja označava se kao retrogradacija fosfora

CaHPO4 acute H2O (brushit) rarr CaHPO4 (monetit)

CaHPO4 (monetit) rarr Ca8H2(PO4)6 acute 5 H2O (oktakalcijev fosfat)

Ca8H2(PO4)6 acute 5 H2O (oktakalcijev fosfat) rarr b-Ca3(PO4)2 (b-trikalcijev fosfat)

b-Ca3(PO4)2 (b-trikalcijev fosfat) rarr Ca10(PO4)6H(OH)2 (hidroksiapatit)

Ca10(PO4)6H(OH)2 (hidroksiapatit) rarr Ca10(PO4)6F2 (fluorapatit)

Slika 430 Sorpcija fosfata u tlu

Ipak svježe istaloženi kalcijev tercijarni fosfat sadrži kristalnu vodu pa ga uduljem vremenskom razdoblju manjim dijelom ipak mogu usvojiti biljkeposebice one s razvijenim i učinkovitim korijenskim sustavom Kemijska sorpcijai desorpcija fosfata stoga ima trend održavanja ravnoteže koja se može prikazatiLangmuirovim izrazom

maxA times K times cA =

1 + Kc

(A = količina sorbiranih fosfata Amax = najveća sorpcija fosfata K = konstanta kojaodgovara čvrstoći sorpcijeveze c = ravnotežna koncentracija fosfata u vodenoj fazi tla)

Organska koloidna frakcija tla lako stupa u reakcije s teškim metalima (Mx+)vežući ih u obliku kompleksnih spojeva ili kelata na funkcionalno kisele grupe(ligand = L) jakim kovalentnim i ionskim vezama

+

+

x+ (x-y) +y

x+ (x-2y) +y

M + LH L-M + yH odnosno

gtLM + 2 LH M + 2 H

gtL

reg

reg

f

f

109

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Važno je naglasiti kako koloidna (aktivna) organska frakcija tla sadrži velik brojrazličitih funkcijskih grupa pogodnih za vezivanje metala (Lewisove baze)karboksilnu fenolnu aminsku karbonilnu tiolnu (sulhidrilnu) itd Nastaliorganometalni kompleksni spojevi (kelati) vrlo su pogodan oblik biljnih hranivaNaime tako vezani teški metali ne sudjeluju u drugim kemijskim reakcijama kojeih mogu prevesti u teže ili nepristupačne oblike ne ispiru se iz rizosfere a biljkeih lako usvajaju

U tlu su prisutni kationi i anioni pa se sorpcija obje vrste iona zapravo događaistovremeno i bez kompeticije Taj sinergistički proces dobro objašnjava konceptnastanka ternarnih kompleksa (trojnog kompleksa)

x+ n- +

x+ n- -

gtAK-OH + M + A gtAK-O-M-A + H

gtAK-OH + M + A gtAK-A-M + OH

reg

reg

Prva reakcija označava a tip (češći) u kojem metalni ion Mx+ veže na površinianion An- dok je druga reakcija tipična za b tip ternarnog kompleksa u kojemanion predstavlja most između metalnog iona i površine Ternarni kompleksiuključuju vezu Cu2+ Pb2+ Cd2+ i Zn2+ s PO4

3- na Fe- i Al- hidrokside u kojimaprisutni fosfati vežu teške metale u spojeve slabe topljivosti Međutim uprisutnosti organskih tvari (liganda) nastaju ternarni kompleksi koji blokiraju Al3+

i Fe3+ (npr glicin-Cu-Al(OH)3) i time sprječavaju kemijsku fiksaciju fosfora (pojavaje poznata pod imenom humat efekt) Taloženje (precipitacija) netopljivihfosfata željezovog(III) ili aluminijevog predstavlja složen gnojidbeni problemkoji se može nadzirati preko topljivosti Al3+ u kiselim mineralnim tlima (pH lt 5)

412 OBLICI HRANJIVIH TVARI U TLU

Hranjive tvari tla nalaze se u različitim i promjenjivim oblicima koji određujunjihovu bioraspoloživost pa je usvajanje hraniva korijenskim sustavom biljakaovisno o nizu njihovih fizičko-kemijskih svojstava Pristupačnost hraniva upravilu je prostorno i vremenski promjenjiva ovisno o nizu svojstava tlagenetskih odlika biljne vrste (kultivara i hibrida) biljnog uzrasta vodno-zračnogrežima mikrobiološke aktivnosti itd

Podjela hranjivih tvari prema njihovoj pristupačnosti temelji se na njihovojtopljivosti u vodi Uobičajeno se biljna hraniva (elementi biljni ishrane) dijele namobilne i rezervne elemente ishrane U grupu mobilnih hraniva svrstavaju sevodotopljiva i izmjenjivo sorbirana hraniva Mobilna hraniva čine manje od 2 ukupnih hraniva nekog tla dok su preostalih 98 (često i više) rezerveRezervna hraniva su hranjive tvari u tlu vezane organskim ili anorganskim

110

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

vezama koje ne dozvoljavaju njihovo usvajanje u tom obliku Njihovaraspoloživost je stoga potencijalnog karaktera te ona moraju prethodno proćikroz proces mobilizacije odnosno transformacije u pristupačne oblike

4121 Pokretljive hranjive tvari

Pod pokretljivim (mobilnim) hranivima u tlu podrazumijevaju se hraniva uvodenoj fazi tla i dio hraniva koji nije čvrsto vezan na adsorpcijski kompleks lakose zamjenjuje te je relativno dobro pokretljiv u tlu Naime vodotopljivi diohraniva potpuno je pokretljiv i premješta se u tlu kretanjem vode (mass-flow) ilidifuzijom Izmjenjivo vezana hraniva usprkos polarnoj vezi smatraju se takođerpokretnim jer postoji stalno prisutna ravnoteža između procesa sorpcije idesorpcije odnosno njihove zamjene

Hraniva u vodenoj otopini tla pretežito su u ionskom obliku Njihovakoncentracija je vrlo niska obično u granicama 001-010 (100-1000 ppm) uzosmotsku vrijednost vodene faze tla od 01-05 bara (tablica 425) U uvjetimasuše koncentracija vodene faze tla raste te u ekstremnim slučajevima možedostići toksičnu granicu (pF gt 42 odnosno tenzija vlage 15 bara ili više) Količinavodotopljivih hraniva dostiže samo 1-10 od izmjenjivo vezanih hraniva unekom tlu Tipične koncentracije neophodnih elemenata u vodenoj fazi tlaprikazuje tablica 426

Tablica 425 Tipična kompozicija otopine tla ionska koncentracija ipripadajući osmotski tlak (Lowrison 1989)

Ion Konc ppm Ionska koncg dm-3 times 103

Konc acute naboj acute 103

Anioni KationiSiO3

2- 369 0484 0968NO3

- 3002 4841 4841CO3

2- 1142 1903 3806Ca2+ 1887 4708 9416Mg2+ 81 0335 0670PO4

3- 20 0021 0063K+ 57 0147 0147Na+ 58 0252 0252SO4

2- 567 0590 1180Cl- 74 0209 0209C (org tvar) 375Ukupno 7631 13486 11067 10485

Osmotski tlak na 25degC = 14068middot10-3acute 224 acute 298273 = 034 bara 14068 = 13486 + H+ (pH = 323)

111

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Izmjenjivo vezana hraniva u tlu također su u ionskom obliku ali su električnimsilama zadržana uz koloidne čestice Takva hraniva lako se usvajaju aistovremeno je onemogućeno njihovo kretanje s vodom tla i ispiranje iz zonekorijena Uglavnom su to kationi te njihov sadržaj u tlu ovisi o veličini kationskogizmjenjivačkog kapaciteta tla Adsorpcijski izmjenjivački kompleks neutralnog tlapretežito je popunjen ionima Ca2+ (oko 80 ) Mg2+ (10-15 ) a ostatakzauzimaju K+ Na+ i drugi ioni U kiselim tlima H+ i Al3+ (često Fe3+ Mn2+ i dr)mogu zauzimati veći dio tijela sorpcije Stupanj popunjenosti adsorpcijskogkompleksa bazama važno je mjerilo za procjenu mogućnosti opskrbe biljakahranjivim tvarima s obzirom na njihov sadržaj pokretljivost kemijski oblik idruga agrokemijska svojstva tla

Tablica 426 Tipične koncentracija iona ili elemenata (mmol dm-3) u vodenojfazi tla (Mengel and Kirkby 1978)

Element Rang svih tala Kisela tla Karbonatna tlaCa 05-38 34 14Mg 07-100 19 7K 02-10 07 1

Na 04-150 10 29N 016-55 121 13P lt 0001-1 0007 lt 003S lt 01-150 05 24Cl 02-230 11 20

Važno je naglasiti kako vodotopljiva hraniva premda su najpristupačniji oblikzbog velike pokretljivosti u tlu i promjenjivosti koncentracije nisu i najpovoljnijioblik biljnih hraniva Velik problem predstavlja i mogućnost njihovog udaljavanjaiz zone korijenovog sustava kretanjem vode u tlu (mass flow) i difuzijomodnosno ispiranjem do razine podzemne vode uz konačni gubitak za ishranubiljaka (tablica 427)

middot Vrlo mobilna hraniva u tlu su NO3- SO4

2- H3BO3

middot Umjereno mobilna su NH4+ K+ Ca2+ Mg2+ i MnO4

2-middot Imobilna su Norg H2PO4

- H2PO42-

Cu+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Mn2+ i Zn2+

Tablica 427 Difuzijski koeficijenti i intenzitet difuzije iona u tlu

IonDifuzijski koeficijent (m2 sec-1) Intenzitet difuzije

(mm dan-1)Rang ProsjekNO3

- 10-10 - 10-11 5 times 10-11 300K+ 10-11 - 10-12 5 times 10-12 090H2PO4

- 10-12 - 10-15 1 times 10-13 013

112

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Anionska sorpcija uvjetovana je prisutnošću pozitivnih naboja različitih oksida utlu humusnih tvari i minerala gline i to samo kod niskih vrijednosti pH ali jemoguća i nastankom ternarnih kompleksa Sorpcija aniona različita je zapojedine anione Najveći značaj je za ione PO4

3- (slika 430) srednji za SO42- a

vrlo slab za ione NO3- i Cl-

Rezervna hraniva su raznolika grupa spojeva čija je topljivost u vodi slabaograničena i izuzetno spora To su čvrsto vezana hraniva ugrađena u kristalnurešetku primarnih i sekundarnih minerala teško topljive soli i drugi kemijskispojevi humusne tvari fiksirani kalijevi ili amonijevi ioni živa tvar tla itd Budućida je najveći dio hraniva tla upravo u obliku rezervnih tvari (95-99 ) ukupansadržaj hraniva svakog tla približno odgovara toj veličini Podjela na organske ineorganske rezerve može biti samo uvjetna zbog mogućnosti transformacijejednih u druge oblike Na primjer dušik i sumpor su u tlu pretežito organskivezani a biljke ih usvajaju gotovo isključivo u mineralnoj formi Rezerve fosforau tlu su približno 50 organske dok su kalcij magnezij kalij i mikroelementipretežito anorganski vezani

4122 Dinamika hraniva u tlu

Hraniva u tlu podložna su različitim transformacijama pri čemu jedni obliciprelaze u druge što uvjetuje i promjenu njihove mobilnosti odnosnoraspoloživosti Promjene se događaju zbog niza razloga npr promjenakoncentracije stanja vlažnosti promjene pH-vrijednosti itd Promjene oblikaraspoloživosti hraniva nazivaju se jednim imenom dinamika hraniva u tlu ilidinamička ravnoteža hraniva Čvrstoće vezanosti hraniva daju skalu njihovepristupačnosti i pokretljivosti kako to pokazuje tablica 428

Kod podjele hraniva prema pokretljivosti i raspoloživosti najveću poteškoću činigranica između lako i teško pokretnih rezervi Također precizna definicija oblikahraniva nije sasvim moguća prema pokretljivosti jer mobilnost hraniva ovisi onizu čimbenika kao što su vrsta spoja veličina čestica i kristala nepravilnosti ukristalizacijskoj strukturi prisutnosti stranih atoma u kristalnoj rešetkipovršinska napetost čestica i sl Zbog brojnih okolnosti nije moguće kemijskomanalizom odrediti apsolutno bioraspoloživi dio hraniva u tlu (biljci pristupačan)već se približna veličina utvrđuje empirijski na temelju vegetacijskih pokusa ukonkretnim agroekološkim uvjetima

Također gradacija na stupnjeve pristupačnosti nije čvrsta jer se događajurazličiti prijelazi koji za određene uvjete nekog tla održavaju relativnu ravnotežuizmeđu oblika hraniva Zbog toga se takva labilna ravnoteža često nazivadinamička ravnoteža hraniva a promjene imaju izraženu vremensku dimenziju

113

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ovisno o stanju vlažnosti promjenama koncentracije pojedinih hraniva ipromjeni pH

Pod pojmom mobilizacija podrazumijevaju se svi procesi koji uzrokuju prijelaznepristupačnih u raspoložive (pokretljive) oblike hraniva dok je imobilizacijasuprotan proces Dakle mobilizacija i imobilizacija označavaju sve procese u tlukoji vode promjeni bioraspoloživosti hraniva Fiksacija podrazumijeva prijelazpokretljivih hraniva u teško pokretne oblike dok je defiksacija obrnut proces

Uzroci koji dovode do promjena u dinamičkoj ravnoteži hraniva vezani suuglavnom uz promjenu koncentracije iona u vodenoj fazi tla Takva promjenaredovito nastaje kod gnojidbe Unošenjem vodotopljivih hraniva rastekoncentracija iona u vodenoj fazi tla što uzrokuje izmjenjivo vezivanje viška ionana adsorpcijski kompleks Zamijenjeni ioni s kationskog izmjenjivačkogkompleksa stupaju u različite reakcije pa to uzrokuje daljnje smanjivanjeraspoloživosti i pokretljivosti hraniva odnosno dolazi do transformacijepokretljivih u manje pokretne oblike

Tablica 428 Shematski prikaz oblika i pokretljivosti hraniva

Oblik hraniva Vodotopljiva Izmjenjiva Rezervna

PokretljivostPokretljiva Nepokretna

Potpuno Djelomično Slabo Teško

RaspoloživostVrlo laka Laka Umjerena

NepristupačnaPristupačna

Porast koncentracije iona u vodenoj fazi može biti izazvan osim gnojidbom idrugim pojavama prvenstveno porastom mikrobiološke aktivnosti kada suuvjeti u tlu povoljni (voda temperatura kisik pH prisutnost organske tvariširokog CN odnosa prisutnosti drugih iona itd) Ako koncentracija iona uvodenoj fazi tla opada zbog usvajanja korijenskim sustavom biljaka uslijedispiranja vodom ili zbog mikrobiološke fiksacije nedostatak se nadoknađuje izzamjenjivog dijela hraniva a nedostatak izmjenjivih hraniva iz labilnih rezerviDakle promjena koncentracije u vodenoj fazi tla izaziva promjenu koncentracijezamjenjivih hraniva što aktivira procese mobilizacije rezervnih hraniva u ciljuodržanja prvobitno uspostavljene ravnoteže

Posebice je važno naglasiti da je smjer od vodotopljivih preko izmjenjivih dorezervnih hraniva (imobilizacija) uvijek brži od suprotnog smjera (mobilizacija)

114

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Stoga mobilizacija hraniva iz rezervi tla koliko god one bile bogate nemapotreban intenzitet za osiguravanje optimalne ishrane poljoprivrednih vrsta čijaje vegetacija relativno kratka te se gnojidba s pravom smatra najvažnijomagrotehničkom mjerom za osiguranje visokih i stabilnih uroda

Mjerenjem brzine transformacije hraniva u tlu različitim kemijskim i biološkimmetodama može se odrediti mobilizacijska moć nekog tla koja je poredsorpcijske sposobnosti najbolji pokazatelj efektivne plodnosti nekog tla

413 POTENCIJAL HRANIVA

Tlo i biljke odnosno njihov korijenov sustav čine jedinstvenu nedjeljivu cjelinujednom riječju rizosferu Korijenje biljaka i tlo kao supstrat biljne ishranepredstavljaju vrlo kompleksan i otvoren sustav za međusobne interakcijeosjetljiv i podložan promjenama pod utjecajem niza vanjskih faktora Stoga sebioraspoloživost hraniva promatrana unutar jedinstvenog sustava tlo-biljkamože predstaviti energijom svake komponente unutar ravnotežnog sustava tla(tekuća - čvrsta faza) odnosno njenim kemijskim potencijalom

01 1 1μ = μ + RT times ln times a + zFV

U gornjoj jednadžbi koja reprezentira koncept potencijala hranivabioraspoloživost pojedinog elementa ishrane (micro1) stavlja se u kontekst njegovogaktiviteta u tekućoj fazi tla (micro1

0) ukupne ionske jakosti tekuće faze tla (a) nabojakojim djeluje na druge ione (z) električnog potencijala (V) i Faradejevekonstante (F)

Utvrđivanje bioraspoloživosti hraniva je složen problem jer su hranivaraspoloživa za ishranu bilja ako se u tlu nalaze ili mogu prijeći u oblik koji biljkeusvajaju (kemijski bioraspoloživa) i pri tome se moraju nalaziti u zoni korijenskogsustava (fizički raspoloživa) Zbog toga se razlikuje kemijska i fizičkapristupačnost hraniva

Kemijsko-fizička pristupačnost nekog elementa ishrane s aspekta kemijskogpotencijala hraniva može se definirati s tri osnovna parametra

middot intenzitet (I) predstavlja neposredno raspoloživu količinu elementa odnosnonjegove slobodne ione u vodenoj fazi tla (aktivitet)

middot kvantitet (Q) je potencijalno pristupačni ili izmjenjivo vezani oblik hraniva imiddot mobilitet (M) je brzina premještanja hraniva u zonu korijena

Navedene veličine znatno se razlikuju u pojedinim tlima ovisno o njihovimfizičko-kemijskim svojstavima uz međusobno različite omjere QI koji određuje

115

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

potencijal puferne moći tla za hranjivi element ili PBC (PBC = Potential BufferCapacity)

Utvrđivanje hranidbenog potencijala svodi se na mjerenje kemijskog potencijalapreko parcijalne molarne slobodne energije neke komponente ravnotežnogsustava kod postojane temperature i tlaka Polazi se od pretpostavke da izmeđučvrste i tekuće faze tla postoji dinamično ravnotežno stanje te se koncentracijielemenata u vodenoj fazi tla pridaje odlučujući značaj u procjeni raspoloživostihraniva Naime prema konceptu potencijala hraniva većoj koncentraciji(zapravo aktivitetu = slobodni ioni) hraniva u vodenoj fazi odgovaralo bi većeusvajanje hraniva

Potencijal pojedinog hraniva s aspekta bioraspoloživosti prikazuje se energijomkoju biljka mora uložiti da bi usvojila hranivo (Arnold 1962) odnosno kaoaktivitetni omjer ARK (Scofield 1955) ili kao potencijal (Woodruff 1955a1955b) Također koncept kemijskog potencijala elemenata vrlo često se koristiza razumijevanje problema zaslanjivanja natrijem (Vukadinović Rengel 2007)Naime potencijal hraniva u alkalnim tlima vrlo je zanimljiv pokazateljraspoloživosti i pokretljivosti pojedinih iona jer su to tla koja sadrže velikekoličine izrazito hidrofilnih iona (kationa Na+ i Mg2+ te lakotopljivih aniona kojisu zbog negativnog naboja inherentno ionogeni) Kontinuirana prisutnost velikekoličine vode u tlu njena visoka osmotska vrijednost i zamjena iili istiskivanjeCa2+ i Mg2+ natrijem na KIK-u čine istraživanje plodnosti alkalnih tala s aspektapotencijala hraniva vrlo zanimljivim ali i korisnim za razumijevanje procesausvajanja hraniva potrebe popravke takvih tala i provođenje redovite gnojidbe

U stvarnosti parametar intenziteta ne odgovara u potpunosti aktivitetu (brojuslobodnih iona u otopini) nekog elementa u vodenoj fazi tla niti njegovojkoncentraciji (ukupnom broju iona) već postoji određeni omjer izmeđuaktiviteta iona koji se najčešće označava kao AR (aktivitetni omjer) Npraktivitetni omjer kalija čvrsto je povezan s Ca2+ i Mg2+

KK

(Ca + Mg)

aAR =

a

(aK = aktivitet K a(Ca + Mg) = aktivitet Ca + Mg)

Taj omjer zapravo ima logaritamsku ovisnost

KdF

(Ca + Mg)

aAR = RT ln

aacute acute

S obzirom da se aktivitet izražava slobodnom energijom iona a njena vrijednostpredstavlja potencijal hraniva prvi izraz može se napisati i kao

pK = pK - 05 times p(Ca + Mg)

(gdje je pK = potencijal kalija p(Ca + Mg) = potencijal kalcija i magnezija)

116

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Prema Woodruffu kada je pK 25-29 raspoloživost kalija je slaba od 18 do 22je optimalna a oko 15 je suvišak kalija i manjak kalcija u tlu Vrijednost pK možese izraziti i u jedinicama energije koju biljke trebaju uložiti kod usvajanja kalija

++aiz

G2+ 2+iz a

+a2+a

+iz

G 2+iz

CC = K pa je

C C

CAR = odnosno

C

K K = K

Ca Ca

Između izmjenjivo sorbiranih kationa i onih u vodenoj fazi postoji stalno stanjedinamičke ravnoteže (opisano dijelom ranije u poglavlju Zaslanjenost ialkaličnost tala) koja se može predstaviti izrazom

Lijeva strana prvog izraza odnosi se na izmjenjivo vezane ione i vrijednosti suizražene u cmol(+) kg-1 tla (ekstrakcija u amonij-acetatu) dok desna predstavljaaktivitete u vodenoj fazi tla izražene u mmol dm-3 Konstanta ili Gaponovkoeficijent (KG) uravnotežuje obje strane jednadžbe i u slučaju kada je sorpcijaiona neselektivna (samo sorpcija na vanjskim površinama sekundarnih minerala)iznosi frac12 Pojavom selektivne sorpcije kalija (fiksacije) konstanta Gapona raste iukazuje na čvrstoću vezivanja hranjivog elementa na adsorpcijskom kompleksutla Npr kad je KG lt 10 K+ je vezan u p-poziciji (površinski) ako je KG raquo 100 nalazise vezan u e-poziciji (na krajevima međulamelarnih prostora) a KG gt 1000korespondira s i-pozicijom vezivanja kalija (međulamelarni ili fiksirani kalij)

Potencijal hraniva može se iskoristiti za određivanje pufernih sposobnosti tla amoguće je utvrditi i količinu izmjenjivo i čvrsto vezanog kalija upravo zbog togašto potencijal hraniva ima dvije veličine intenzitet i kvantitet Intenzitet jeveličina koja ukazuje na dio hraniva tla s potencijalom koji omogućuje usvajanjea kvantitet je predstavljen onim dijelom hraniva koje za određeno vrijeme možepostati raspoloživo Omjer između promjene kvantiteta u dva tla različitogpufernog kapaciteta i intenziteta prikazuje slika 431

Potencijal fosfora također se određuje u ravnotežnom stanju tekuće i čvrste fazetla U oba slučaja najčešće se koristi slabo koncentrirana otopina CaCl2 (001 do002 mol dm-3) radi prilagođavanja ionske jakosti ravnotežne otopine napribližno jednaku vrijednost za različite koncentracije hraniva Fosfatnipotencijal bitno se razlikuje od pK jer se ovdje radi o kemijskoj vezi fosfora ikalcija na koju snažno utječe pH Stoga se potencijal fosfora najčešće prikazujeizrazom

117

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

[ ]2 4

Ca Ca

Ca2 4 T Ca

H

pP = 05 times pCa + pH PO gdje je05 times pCa = -05 log(a ) + log(f ) odnosno

log(a )pH PO = - + log(P ) + log(f )

(k + a )

eacute ugraveecirc uacuteecirc uacuteeuml ucirc

aCa = aktivitet Ca u mol dm-3 aH = aktivitet vodika u mol dm-3 PT = ukupna koncentracijaP u otopini u mol dm-3 k = konstanta disocijacije H3PO4 na H+ + H2PO4

- dok je faktoraktiviteta prema proširenoj empirijskoj jednadžbi Debye-Huckela

2Ca

μlog(f ) = -05091 times z

1 + aB μ

(gdje je micro = ionska jakost otopine (u većini tala je lt 001) i z = valencija (naboj) ionaPoluempirijski parametri a i B jednadžbe imaju sljedeće vrijednosti B raquo 033 dok a imarazličite vrijednosti ovisno o ionu npr 3 za K+ NO3

- Cl- 4 za H2PO4- HPO4

2- PO43- SO4

2-Na+ 5 za MoO4

2- Ba2+ Cd2+ Pb2+ Hg2+ 6 za Ca2+ Mg2+ Cu2+ Zn2+ Mn2+ Fe2+ i 9 za H+Al3+ Fe3+ i Cr3+)

Slika 431 Omjer kvantiteta i intenziteta K+ u dva tla različitog kapaciteta zasorpciju tlo A (visok) i tlo B (nizak) (Mengel and Kirkby 1978)

Disocijacija ortofosfatne kiseline te prisutnost iona H2PO4- i HPO4

2- neposrednoje povezano s pH-vrijednosti vodene faze tla što i gornji izraz za računanjepotencijala fosfora uzima u obzir Naime kod pH 72 taj omjer je 11 a kod pH62 deset puta je više iona H2PO4

-

Debye-Huckelova jednadžba omogućuje izračunavanje nespecifičnogelektrostatičkog sparivanja iona ili njihovo kompleksno vezivanje ako im je

118

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

naboj 2 (polivalentni kationi) a pritom su prisutne neutralne ili negativnonabijene organske molekule (ligandi) u dovoljnoj koncentraciji i uz relativnovisoku pH-vrijednost Npr Kas (konstanta asocijacije ili sparivanja) u vodenoj fazitla za Mg2+ i SO4

2- je

4as 2+ 2-

4

aMgSOK = = 200 (a = aktivitet iona)

aMg times aSO

Fizička pristupačnost hraniva također je vrlo važna jer kemijski pristupačni oblicimoraju biti u onom sloju tla u kojem se trenutno nalazi ili će se razviti korijenskisustav biljaka jer korijen zbog svoje otvorene organizacije neprestano raste upotrazi za vodom i hranivima (hidro i kemotaksija) To je vrlo značajno kodgnojidbe posebice u slučaju primjene slabo pokretnih oblika hraniva kao što sufosforna ili kalijska gnojiva

Zbog niske koncentracije hraniva u vodenoj fazi tla vrlo značajan parametarraspoloživosti je mobilitet ili nadoknađivanje usvojenih hraniva u zoni korijenaVeza između pokretljivosti i usvajanja hraniva različita je za hranjive elementeovisi o načinu usvajanja (aktivno pasivno prenositelji ionska crpka itd) iopisuje se složenim izrazima npr za pasivan način usvajanja

IR I I I

dCI = 2 Π times r times D times θ times f times + 2 Π times r times v times Cdr

(IR = količina hraniva koja se usvaja iz radijalne zone korijena u mol cm-1 s-1 r = radijuskorijena DI = koeficijent difuzije čiste vode u cm2 s-1 q = volumen vodene faze u zonikorijena fI = čimbenik difuzijskog otpora v = količina vode koju usvaja korijen svojompovršinom u cm3 cm-2 s-1 i CI = koncentracija hraniva u vodenoj fazi tla)

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

5 USVAJANJE HRANIVA

Stanična građa svih živih organizama uključuje složeni membranski sustavpočevši s plazmalemom koja odvaja stanicu od vanjske sredine i prekoendoplazmatskog retikuluma povezuje ju s membranom jezgre i tonoplastomodnosno vakuolom Stanične organele također su odvojene membranama odostalih dijelova protoplazme Sve žive membrane su univerzalno građene izslojeva lipida i proteina Membrane nisu jednostavne pregrade već je njihovauloga vrlo aktivna uslijed čega dolazi do specifične i različite propustljivosti zapojedine tvari Selektivnom propustljivošću žive membrane reguliraju promettvari i energije te tako usklađuju metabolizam stanice s uvjetima koji vladaju ustanici i njenoj okolici

Tablica 51 Promjena koncentracije hranjive otopine i staničnog sokakorijena kukuruza i graha (Marschner 1986)

IonKonc otopine (mM) Konc (mM) u korijenu

Početnakonc

Nakon 4 danaKukuruz Grah Kukuruz Grah

K+ 200 014 067 1600 840Na+ 100 094 059 30 100Mg2+ 032 051 058 06 60Ca2+ 025 006 009 60 120NO3

- 200 013 007 380 350Cl- 067 061 081 140 60

Mehanizam propustljivosti živih membrana puno se istražuje sve je više novihčinjenica ali je još uvijek nedovoljno istražen Dobro je poznato da tvari moguprolaziti kroz žive membrane kada su topljive unutar njih i kad je izvan staniceveća koncentracija tvari negoli u njoj Tada dolazi do pojava koje su poznate kaodifuzija i osmoza Međutim u prvom slučaju voda ne bi mogla ulaziti u stanicujer se ne otapa u lipidima ali voda ipak lako ulazi u žive stanice U drugomslučaju ioni prolaze nasuprot gradijentu koncentracije pa im je koncentracija ustanicama prosječno veća za red veličine 103-104 prema vanjskoj srediniodnosno vodenoj fazi tla (tablica 51) Dakle pored fizikalnih zakonitosti difuzijei osmoze postoje i drugi aktivni mehanizmi unošenja tvari u stanicu koji za tajproces zahtijevaju i troše energiju

Recentna istraživanja mehanizma propustljivosti živih membrana terazumjevanje njihove propustljivosti sve češće su usmjerena na efikasnijeusvajanje hraniva i drugih tvari kako korijenovim sustavom tako i kod folijarneprimjene

120

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

51 KINETIKA DIFUZIJE

Prema zakonima fizikalne kemije čestice difundiraju od veće koncentracijeprema manjoj bez obzira radi li se o otopinama ili plinovima Otuda je netodifuzija upravo proporcionalna razlici koncentracija Ta razlika naziva se difuzijskiili koncentracijski gradijent Na brzinu difuzije (F) po Ficku utječe nekolikočimbenika prema sljedećoj jednadžbi

dQ dC = -D times A timesdt dx

odnosno

difuzijski gradijent times površina times temperaturaF =

molekularna masa times udaljenost

dQdt = fluks otopine (rata izmjene u mol s-1 m-2 )D = difuzijski koeficijent (negativan)A = površina (m2)dCdx = gradijent koncentracije

Prema gornjem izrazu intenzitet difuzije je upravno proporcionalankoncentracijskoj razlici površini presjeka preko kojeg se obavlja difuzija itemperaturi a obrnuto proporcionalan masi čestica i udaljenosti na kojoj seproces difuzije odvija

Prvi Fick-ov zakon prilagođen membranama opisuje sljedeći izraz

dQ = -P times A times (D times C)dt

(P = koeficijent permeabilnosti)

Pojedine se tvari vrlo teško ili uopće ne otapaju u lipidnom matriksu živihmembrana a ipak vrlo brzo difundiraju kao npr glukoza Zbog toga seopravdano pretpostavlja da se glukoza veže na nekog prenositelja uz nastajanjekompleksa koji je topljiv u lipidima Ovakve reakcije kataliziraju vjerojatnospecifični membranski enzimi Pojava prolaska tvari netopljivih u lipidimapomoću gradnje kompleksa često se naziva olakšana difuzija i ona ima određenesličnosti s aktivnim transportom ali uz bitnu razliku da se odvija uvijek nizgradijent koncentracije dok je aktivni transport pojava usvajanja tvari kroz živemembrane nasuprot difuzijskom gradijentu

Neto difuzija vode kroz semipermeabilne (polupropusne) membrane naziva seosmoza Osmoza uzrokuje pojavu osmotskog tlaka što ga vrše nedifuzibilnečestice (čestice koje zbog veličine ne mogu prolaziti kroz žive membrane) unutaržive stanice na plazmalemu Osmotski tlak stoga je izravno proporcionalan brojučestica u jedinici volumena

121

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Čestice tvari bez obzira na njihovu masu vrše u prosjeku isti tlak na membranušto znači da im je zapravo prosječna kinetička energija jednaka Uzrok toj pojavije sljedeći

middot čestice veće kinetičke energije brže se kreću i u većem broju sudarapostupno predaju višak energije česticama s manjom kinetičkom energijom

middot veće čestice imaju veću masu (m) ali se zbog toga kreću manjom brzinom (v)u odnosu na male brže čestice pa je zbog toga prosječna kinetička energijasvih čestica podjednaka i može se izračunati prema izrazu

2mvk =

2

Dakle osmotski tlak ne ovisi o veličini čestica već isključivo o njihovom brojuodnosno aktivitetu

Usvajanje hraniva povezuje se s više različitih procesa

middot prava difuzijamiddot prolaženje kroz otvore na membranimiddot difuzija uslijed otapanja u lipidnom dijelu membranemiddot olakšana difuzija nastajanjem kompleksa koji lako prolazi kroz membranumiddot zamjenjiva difuzija (uz nastajanje kompleksa iona i molekula nosača pri čemu

dolazi do njihove zamjene za iste ione i molekule protoplazme pa se nemijenja koncentracija iona)

middot aktivno usvajanje uz utrošak energijemiddot pinocitoza (invaginacijom plazmaleme bliske čestice fizički se zahvaćaju)

Slika 51 Michaelis-Mentenova enzimska kinetika

Usvajanje iona s obzirom na razliku koncentracije hraniva u vodenoj fazi tla(vanjska sredina) i stanica biljaka često se prikazuju Mihaelis-Mentenonovomenzimskom kinetikom (slika 51)

122

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

max I minn

m I min

I times (C - C )I =

K + (C - C )

(gdje je Imax = maksimalna brzina usvajanja Km označava Michaelis-Mentenovukonstantu čija je veličina obrnuto proporcionalna energiji veze supstrata i enzima pričemu je In = 05 acute Imax neto influks c1 = inicijalna koncentracija a cmin najmanja mogućakoncentracija hraniva pri kojoj počinje primanje iona kroz plazmalemu)

Vrijednost neto usvajanja hraniva (In) može varirati ovisno o odnosu količinehraniva prema masi korijena ili veličini rizosfere

52 PASIVNO USVAJANJE HRANIVA

Pasivno usvajanje hraniva temelji se na fizikalnim zakonima difuzije i osmozeodnosno odvija se bez utroška energije Razmjena tvari između biljnih stanica ivanjske sredine moguća je tim procesom samo u uvjetima dovoljne vlažnosti tlaali i tada uz velike prepreke Ipak činjenica je da se difuzija elektrolita u gelima(kakve su i žive membrane) odvija znatnom brzinom Pritom su zapažena velikaodstupanja od očekivane promjene koncentracije

Promjena kemijskog potencijala hraniva u vodenoj fazi tla i u živoj stanici koja jeu neposrednom dodiru s vanjskom sredinom izračunava se Nernstovomjednadžbom

dμ = d times (R times T times Ln times C) + d times (z times F times E)

(gdje je R acute T acute Ln acute C = kemijski potencijal a d acute (z acute F acute E) = razlika elektropotencijala sdvije strane membrane)

Nakon transformacije u logaritamsku bazu 10 dobije se izraz koji pokazuje odnosvanjske i unutrašnje koncentracije nekog iona

V

U

C -d times (z times F times E)log =C 23 times R times T

R = plinska konstanta = 8314 J mol-1 K T = apsolutna temperatura u K z = valencija ionaCV = vanjska koncentracija CU = unutrašnja koncentracija micromol ml-1 F = Faraday-evakonstanta 9649 acute 104 C mol-1 E = elektropotencijal V

Elektrokemijska ravnoteža prema Nernstu između unutarnje i vanjske otopinemože se izračunati sljedećim izrazom

( ) koncentracija vakuoleE mv -59 times log

koncentracija otopine tlaaelig ouml

= ccedil divideegrave oslash

123

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Stvarnu i izračunatu koncentraciju nekih biogenih elemenata prema gornjimizrazima u korijenu graška nakon stajanja od 24 sata u otopini poznatekoncentracije pokazuje tablica 52

Tablica 52 Očekivana i stvarna raspodjela iona u microekv g-1 vode izmeđuhranjive otopine i korijena graška (Salisbury and Ross 1986)

Ion Koncentracija u microekv g-1 vodeOčekivana Stvarna

K+ 74 75Na+ 74 8Mg2+ 270 3Ca2+ 1080 2NO3

- 00272 28Cl- 00136 7H2PO4

- 00136 21SO4

2- 0000094 19

521 Gibbs Donnanova ravnoteža

Odstupanja od zakona osmoze poznata su u ishrani bilja pod nazivom Donnanovzakon ili Donnanova ravnoteža Neravnomjerna raspodjela iona s dvije stranepolupropusne membrane ranije je objašnjavana samo fizičko-kemijskimzakonitostima a Donnanov zakon je najbolji predstavnik takvih hipoteza ousvajanju hraniva pa ga ukratko objašnjavamo

Citoplazma kao koloidni sustav utječe na mehanizam osmoze jer koloidno-proteinske micele zbog svoje veličine ne mogu prolaziti kroz biomembraneodnosno ne podliježu difuziji U prirodnim uvjetima koncentracija elektrolitauvijek je veća u živoj stanici prema vanjskoj sredini odnosno vodenoj fazi tla za103-104 Sukladno osnovnom zakonu osmoze u ravnotežnom stanju produktkoncentracije (aktiviteta) kationa i aniona unutarnje otopine (protoplazme)mora biti jednak produktu koncentracije iona vanjske otopine (vodene faze tla)

[ ] [ ] [ ] [ ]+ -+ -V V U UK times A = K times A

Ova zakonitost samo je prividno proturječna s ravnotežom Donnana budućida se uravnotežuju aktiviteti odnosno slobodni ioni dvije sredine odvojenipolupropusnom membranom što je moguće jer nakon sorpcije ili kemijskogvezivanja iona oni više ne utječu na ravnotežu raspodjele Tablica 53 pokazujeraspodjelu iona prije i nakon uspostavljanja ionske raspodjele

124

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 53 Donnanova ravnoteža

Citool Vodena faza tla Citosol Vodena faza tla

K+ = c1 K+ = c2 K+ = c1 + X K+ = c2 - XP- = c1 Cl- = c2 P- = c1 Cl- = c2 - X

početno stanje stanje ravnoteže

Prema gornjoj shemi (tablica 53) u unutrašnjosti stanice je koncentracijaproteina P- = c1 (indifuzibilni anioni) i kalija K+ = c1 a u vanjskoj sredini je otopinaKCl s koncentracijom za oba iona c2 koja je znatno niža prema koncentraciji K+ ustanici U stanju ravnoteže da bi bio zadovoljen temeljni zakon osmoze morabiti uspostavljena sljedeća ravnoteža

22 2

1 21 2

c(c + X) X = (c - x) odnosno X =c + 2 c

acute

Ako se vrijednost X (promjena koncentracije) uvrsti u jednadžbu za omjerkoncentracije KCl dvije sredine tada slijedi

-U U 2 1

-V 2V

(KCl) (Cl ) c - X c = odnosno = 1 +

(KCl) X c(Cl )

Dakle koncentracija KCl s dvije strane membrane nakon uspostavljanjaravnoteže jednaka je jedinici uvećanoj za omjer koncentracije proteina (c1) uunutarnjoj otopini i početne koncentracije KCl u vanjskoj sredini (c2) Otuda većisadržaj proteina unutar stanice uzrokuje nakon postizanja ravnoteženeravnomjerniju krajnju raspodjelu iona s dvije strane biomembrane uz većiosmotski tlak

Potrebno je naglasiti da se Donnanova ravnoteža odnosi isključivo na slobodneione odnosno njihov aktivitet pa ioni vezani na indifuzibilne anione (proteine)zapravo ne utječu na uspostavljanje neravnomjerne raspodjele iona Zbog togaioni iz vanjske razrijeđene otopine ulaze u stanicu sve dok im to omogućujevišak negativnog naboja na koloidnim micelama Dakle polarno ili kemijskivezani ioni u protoplazmi ne utječu na stanje Donnanove ravnoteže štorezultira znatno većom koncentracijom kalija u citoplazmi prema vodenoj fazi tlauz jednak broj slobodnih iona u obje otopine

Opisani mehanizam usvajanja iona najčešće se ne podudara sa stvarnim stanjempa se ovakvo usvajanje hraniva vjerojatno odvija u malim razmjerima (ispod 10 usvojenih hraniva) što potvrđuju i eksperimentalni rezultati koji pokazuju kakoje Donnanov potencijal lt 90 mV Ipak danas se smatra kako Donnanovaravnoteža ima određen značaj kod početnog usvajanja iona pri klijanju sjemena

125

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

premda je ishrana klijanaca heterotrofna (na račun rezervnih hraniva) i to samodok još nije posve razvijen korijenov sustav biljaka

Pored difuzijsko-osmotske teorije usvajanja hraniva postoji još čitav niz različitihteorija pasivnog usvajanja Lipoidna teorija pretpostavlja korelaciju izmeđutopljivosti tvari u lipidnom matriksu živih membrana Usvajanje se odvija uzpomoć ionofora spojeva različite kemijske građe i mase Poznato je davišeciklični antibiotici koji inače nisu prirodni konstituenti kao aktini

gramicidini eniantin valinomicin i drmogu imati ulogu ionofora (prenositeljaiona) Valinomicin (slika 52) veže K+ do10000 puta više od Na+ oduzima muhidratacijski omotač i zatvara ga u svojhidrofobni pa kalij lako prolazi krozlipidni sloj membrane Utvrđeno je ipostojanje polarnih ionofora (nigrecinmonezin i dr) koje omogućuju usvajanjei dvovalentnih iona Različiti spojevideterdžentnih svojstava (površinskiaktivne tvari) utječu na gubitakhidrofobnosti lipidnog dijela membranei jako povećavaju propustljivost Npr

djelovanjem dimetil-sulfoksida povećava se usvajanje dušika i fosfora što ima zaposljedicu porast prinosa pa se sve češće provode istraživanja s primjenomtakvih spojeva za intenziviranje usvajanja hraniva

Ultrafiltracijska teorija pretpostavlja postojanje otvora različite veličine uplazmalemi kroz koje prolaze molekule različitog promjera Recentnaistraživanja pokazuju da u biomembranama zaista postoje takve pore kanalikroz koje se može vrlo brzo usvajati veća količina hraniva

Slika 53 Kontaktno usvajanje hraniva (prema Mengel and Kirkby 1978)

Slika 52 Struktura valinomicina

126

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Lipoidna i ultrafiltracijska teorija su suviše pojednostavljeno shvaćanjemehanizma usvajanja hraniva i ne odgovaraju često činjeničnom stanju Višepristalica ima apsorpcijska teorija prema kojoj se usvajanje hraniva obavlja natemelju razmjene iona između korijena i koloidnih čestica na sljedeći način

+ +K + RCOOH RCOOK + H

Do razmjene dolazi u ekvivalentnom omjeru između koloidnih čestica tla ikorijena pa se ovaj način usvajanja najčešće označava kao kontaktno usvajanjehraniva (slika 53) Međutim poznato je da biljke usvajaju hraniva kako izotopine tla tako i kontaktnom zamjenom pa veličina usvajanja na ovaj načinovisi o vlažnosti tla njegovim fizičko-kemijskim svojstvima ali i kemijskimsvojstvima pojedinih iona

Biljke usvajaju i troše veliku količinu vode od koje se samo manji dio zadržava zapotrebe biljke dok veći dio u transpiracijskoj struji čini tzv tranzitnu voduIspitivanja su pokazala kako je usvajanje pojedinih hraniva u korelaciji sintenzitetom transpiracije ali se to događa uglavnom samo na plodnim tlimaStrujanje vode s otopljenim tvarima u porama tla označava se kao transporthraniva konvekcijom ili mass flow Na tlima niske opskrbljenosti pristupačnimhranivima nema jače veze između transpiracije i usvajanja hraniva što znači kakobiljke koriste i druge mehanizme usvajanja hraniva Stoga pasivno usvajanjeiona na principima difuzije kontaktne zamjene i slobodnog toka ima ograničeniznačaj Relativan odnos između opisanih načina usvajanja pokazuje tablica 54

Tablica 54 Relativan omjer načina pasivnog transporta hraniva (u )

Element Kontaktno Konvekcija DifuzijaN 2 98 -P 3 6 91K 2 20 78

Ca 28 72 -Mg 13 87 -S 5 95 -B 3 65 32

Cu 70 20 10Fe 50 10 40Mn 15 5 80Mo 5 95 -Zn 30 30 40

Korijenov sustav biljaka i tlo koje on prožima čine jedinstven sustav nazvanrizosfera s jakim uzajamnim utjecajem Usvajanjem iz neposredne blizinekorijena koncentracija hraniva brzo opada (slika 54) a dotok novih količinahraniva ovisi o difuziji iona u tlu kretanju hraniva otopljenih u vodi i brzini rastakorijena koji tako uspijeva zahvatiti sve veći volumen tla Stoga usvajanje

127

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

zapravo transport hraniva opisanim pasivnim mehanizmima ovisi najviše omeđusobno složenomodnosu tla i korijena

Anatomska građa korijena kako topokazuje radijalni presjek korijena(slika 55) dopušta pasivnousvajanje samo do endodermalnogsloja stanica s nepropusnimKasparijevim pojasom odsuberiniziranih staničnih zidova Nataj način bi cjelokupna korijenovakora predstavljala prividnoslobodan prostor korijena u komese voda s hranivima krećedifuzijom Međutim suvremenamjerenja pokazuju da prividnoslobodan prostor korijena iznosisvega 4-6 ukupne zapreminekorijena umjesto 18-20 koliko seprethodno mislilo

Slika 55 Model radijalnog transporta vode i hraniva po simplastu iapoplastu (Solomon Berg and Martin 2004)

Dakle prividno slobodan prostor korijena obuhvaća intercelularne prostore istanične stijenke (do plazmaleme) u korijenskoj kori a granicu čini Kasparijevpojas endoderme Otuda otpor i brzina kretanja vode i hraniva otopljenih u njoj

Slika 54 Rizosfera sa zonommobilnih i imobilnihhraniva

128

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

ovisi većim dijelom o kretanju vode kroz koru korijena po tzv apoplastuStanični zid grade celulozne mikrofibrile duge 5-9 mm u matriksu odneceluloznih polisaharida (pektini i lignini) i glikoproteina sa sustavom pora(promjera 3-5 nm) kroz koje se lako premješta voda (slika 55)

Put vode po simplastu je višestruko sporiji od kretanja po apoplastu jer svakastanica pruža znatan otpor (procijenjen na 10 kPa) Apoplast je prividnoslobodan prostor jer veliki broj negativno nabijenih aktivnih grupa koje nastajudisocijacijom celuloze kemiceluloze i pektina (galakturonske i glukuronskekomponente pektina) utječu na povećavanje koncentracije kationa uneposrednoj blizini staničnih stijenki te ograničavaju njihovu slobodu kretanjadok je istovremeno koncentracija aniona smanjena Posebice je izražen afinitetzadržavanja kalcija neposredno uz plazmalemu Prva faza nagomilavanja iona uzplazmalemu je pasivni dio procesa usvajanja i odvija se neovisno o stanjumetabolizma Daljnji tijek usvajanja je aktivan proces (kod suhozemnihangiospermi) i stoga je osjetljiv na inhibitore disanja

53 AKTIVNO USVAJANJE HRANIVA

Difuzija nasuprot gradijentu koncentracije nije moguća jer je za prelaženje tvariiz područja niže u područje više koncentracije potrebno uložiti određenuenergiju odnosno izvršiti rad Slikovito rečeno takvo usvajanje je uzbrdo

Slika 56 Fluidno-mozaički model biomembrane s prikazom aktivnogusvajanja hraniva (Marschner 1995)

129

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Prenošenje tvari kroz živu membranu nasuprot gradijentu koncentracijeobavlja se s više različitih mehanizama pa i uz pomoć molekula prenositeljaproteinske ili fosfolipidne građe Lipidi biomembrana (fosfolipidi glikolipidi isulfolipidi) imaju polarnu grupu topljivu u vodi dok im je lipidna grupahidrofobna Obzirom na proteinskolipidnu građu živih membrana fosfolipidiimaju neophodna svojstva za prijenos hraniva kroz žive membrane Debljinaplazmaleme je oko 10 nm tonoplasta oko 8 nm a endoplazmatskog retikulumaoko 6 nm Dakle molekule proteina dovoljno su velike (slike 56 i 57) i moguzauzimati prostor od vanjske do unutrašnje strane membrane te predstavljatikanale za prolaz tvari Inkorporacija proteina u cijeli presjek membrane dopuštaprenošenje tvari duž molekule toplinskim gibanjem-titranjem od jedne dodruge aktivne grupe ili se pokretani elektromotornom silom usmjereno krećukroz poseban kanal

Slika 57 Shematski prikaz aktivnog usvajanja hraniva

Žive membrane posjeduju više različitih prijenosnih sustava za iste ili različiteione i molekule Zbog toga se izražena selektivnost različita brzina usvajanjapojedinih hraniva i druge specifičnosti ostvaruju na više načina i različitimmehanizmima usvajanja pojedinih elemenata ishrane putem kemijske prirodenosača ili prirodom enzima koji omogućuju vezivanje određene tvari na nosačUsvajanje iona može biti i pinocitozom (invaginacijom plazmaleme) kada dolazido premještanja dijela membrane u unutrašnjost citoplazme u obliku mjehurićakoji se brzo kreću kroz endoplazmatski retikulum do vakuole

Količina potrebne energije za prijenos neke tvari kroz membranu ovisi najviše okoncentraciji te tvari unutar stanice Ako se prenesena tvar koncentrira 100puta potrebno je dva puta više energije uložiti u odnosu na povećanjekoncentracije od 10 puta odnosno 3 puta više za koncentracije od 1000 putaDakle potrebna energija za transport kroz žive membrane proporcionalna jedekadnom logaritmu stupnja do kojeg se tvar koncentrira u stanici

Objašnjenje aktivnog usvajanja hraniva pomoću posebnih prenositelja dobiva naznačaju s hipotezom Lundegardovog anionskog ili solnog disanja (1932 god) iona je uz veći broj novijih hipoteza još uvijek aktualna u današnjem shvaćanju

130

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

principa transporta tvari kroz žive membrane Prema toj teoriji biljke disanjemproizvode vlastite ione (H+ i HCO3

-) koji se u ekvivalentnoj količini zamjenjuju zaione vanjske sredine pa je na taj način moguće unutar stanice povećatikoncentraciju iona iznad koncentracije u vanjskoj sredini Transport iona krozplazmalemu obavlja se specifičnim prijenosnim mehanizmom Naimeprenositelji (carrier) su organske molekule koje se vežu s ionima i u oblikunastalog kompleksa putuju od vanjske do unutrašnje strane membrane (slika58)

Slika 58 Shema membranskog transporta prenositeljima (Mengel 1984)

Koncept prenositelja temelji se na klasičnoj shemi enzimatske kinetike premakojoj enzimi grade kompleks samo sa specifičnim tvarima a brzina prijenosaadekvatna je Michaelis-Mentenovoj multienzimskoj kinetici što bi odgovaralomultiplom transportnom (slika 59) sustavu kroz plazmalemu i tonoplast Novijaistraživanja u tom području upućuju na dokaze da veće molekule proteinapredstavljaju mjesta intenzivnog ulaska različitih iona od mogućnosti da se samokonformacijski obrću unutar membrane ili pak obavljaju funkciju vektorskogtransporta odnosno predstavljaju usmjerene kanale za prolaz pojedinih ionaKonformacijske promjene proteina mogu biti vrlo brze slično životinjskomaktinomiozinu mišića uz skupljanje i istezanje odnosno brzu promjenupolarnosti cijele molekule što omogućuje iznimno brzo usvajanje iona Proteinibi stoga mogli imati funkciju specijalnih prenositelja za masovno i brzo usvajanjepojedinih hraniva

Iz shematskog prikaza usvajanja iona (slika 58) jasno je da se za taj rad trošienergija iz procesa disanja Mehanizam posjeduje sposobnost selektivnog

131

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

usvajanja iona jer postoji više prenositelja Otuda i potječu razlike ukoncentraciji pojedinih elemenata unutar biljke Afinitet biljaka za većimusvajanjem kationa objašnjava se većom produkcijom H+ iona prema HCO3

- uprocesu disanja i oslobađanju H+ pri disocijaciji fosfata (H2PO4

- HPO42-) u drugim

metaboličkim procesima

Usvajanje aniona je manje poznato Istraživanja na bakterijama ukazuju da sesulfati usvajaju olakšanom difuzijom gradeći kompleks vjerojatno s permeazomza koju se tvrdi da prenosi još šećere i aminokiseline Naime kod inhibicijesinteze permeaza antibiotikom puromicinom usvajanje nekih iona se smanjujePermeaza je protein male molekularne mase (~ 30000 kDa) koji sadržiaminokiseline sa sumporom Kod usvajanja fosfata sudjeluju vjerojatno dvijebjelančevine jedna ima ulogu permeaze a druga veže fosfatni ion

Brzina i intenzitet aktivnog prenošenja prema hipotezi prenositelja određeni subrojem aktivnih nosača za pojedinu tvar stupnjem zasićenosti aktivnih mjesta zavezivanje i brzinom kruženja nosača unutar membrane Prema novijimshvaćanjima smatra se kako postoje dva sustava prenositelja tvari Prvi djeluje upodručju niskih (do 20 mmol dm-3) a drugi kod viših koncentracija Otudapotječu različite krivulje usvajanja (slika 59) pri promjeni vanjske koncentracijeu otopini tla Istraživanja pokazuju da sustav II djeluje i kad je sustav I potpunozasićen i da na njegov rad metabolizam ima mali utjecaj Sustav I stoga ovisiizrazito o opskrbljenosti energijom i osjetljiv je na različite inhibitore transportaelektrona i anaerobne uvjete Zbog toga se misli da prvi sustav reguliraplazmalema a drugi kod ulaska veće količine tvari tonoplast

Slika 59 Dvojna izoterma usvajanja kalija korijenom ječma pri nižim ivišim koncentracijama otopine (Epstein 1976)

Teorija prenositelja je vrlo logična i definitivno prihvaćena premda mnogaistraživanja pokazuju da između disanja i usvajanja iona nema uvijek čvrstekorelacije Elektrokemijske teorije i funkcioniranje ionskih crpki objašnjeno jetemeljem čvrstih dokaza (usvajanje K+ Cl- NO3

- H2PO4- i SO4

2-) Strujanje

132

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

elektrona unutar membrane omogućuje usvajanje npr K+ i Na+ pri čemu se izstanica izbacuje višak protona pa nastaje elektropotencijal nedifuzijske naravi

Slika 510 Model i lokacija elektroionogene crpke (H+-ATPaza) Marschner(1986)

Lijevo Plazmalema H+-ATPaza izdvaja H+ iz protoplazme a stimulirana jejednovalentnim kationima

Desno Tonoplast H+-ATPaza prenosi H+ u vakuolu a osjetljiva je na anione(Cl- stimulira NO3

- inhibira) i relativno je neosjetljiva na katione

Elektrokemijska osnova prolaženja tvari kroz žive membrane temelji se napostojanju elektrokemijskog gradijenta između vanjske i unutrašnje sredineKretanje iona niz gradijent potencijala svakako je pasivan proces a u suprotnomsmjeru aktivan Ako je u taj mehanizam uključen i neki aktivan prenositelj tadase govori o ionskoj crpki

Slika 511 prikazuje shematski princip aktivnog usvajanja hraniva Pokretačkasila je energija ATP čija sinteza se odvija u kloroplastima i mitohodrijimakorištenjem proton-motorne struje transmembranskog potencijala Kada se

133

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ubacuje u stanicu jedan kation a istovremeno se izbacuje drugi tada seelektrokemijski potencijal stanice ne mijenja prema vanjskoj okolini pa se takavmehanizam naziva elektroneutralna ionska crpka U slučaju promjenepotencijala govorimo o elektrogenoj ionskoj crpki koja funkcionira po principukemiosmotske Mitchellove teorije oksidacijske fosforilacije (1970) pomoćuproton-motorne sile (fluksa) odnosno pokretač transporta je elektrokemijskigradijent protona (slika 510)

Slika 511 Shema aktivnog usvajanja hraniva biljnim stanicama (staničnestijenke nisu prikazane) kroz plazmalemu i tonoplast (prema GSSwamy 1998)

Protoni izbačeni u vanjsku sredinu pored funkcije zamjene iona naadsorpcijskom kompleksu i utjecaja na topljivost mineralnih tvari potpomažuusvajanje drugih iona gradeći kompleks proton-supstrat Takav transport ionanaziva se kotransport ili simport i uključuje različite ionske parove npr 2 H+-Cl-Cl--H+ 2 H+-H2PO4

- ali i H+-ATPazu Kada se dva iona istovremeno premještajukroz membranu u suprotnim smjerovima pojava se naziva antiport iliprotutransport (npr Na+-H+) Paralelno s ATPaznim energetskim mehanizmomfunkcionira mehanizam prenositelja (uniport i counter transport kad je umehanizam spregnuto izdvajanje drugog iona npr K+-H+ OH--H2PO4

- i dr) uzistovremeni prolaz iona kroz ionske kanale i H+-redoks transportni mehanizamionske crpke (slika 512) u kojem su donor i akceptor elektrona NADH(uključujući fericijanid i dr)

Ionske crpke funkcioniraju kod vrlo niskih koncentracija iona u otopini tlaPrimjerice ATPazna translokacija kroz plazmalemu moguća je kod koncentracijeCa2+ lt 1 mmol m-3 K+ lt 02 mmol m-3 itd

134

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Recentna istraživanja pokazuju da se istovremeno s aktivnim usvajanjem ionakroz kanale (slika 512c) odvija istovremeno i pasivno usvajanje K+ Na+ Ca2+

(što je prvo zapaženo u životinjskim tkivima) i vjerojatno drugih iona Ionskikanali su zapravo makromolekularne pore kroz koje se pasivno odvija kationskitransport (uvjetno rečeno jer se gradijent potencijala uspostavlja kao rezultatmetabolizma) i izuzetno su važni za održavanje ionske ravnoteže stanica injihovu osmoregulaciju Prolaz iona kroz kanale izuzetno je brz čime se danasobjašnjavaju nagle osmotske pojave kod pokreta u biljaka kao što je niktinastija(brze reakcije pokreti izazvani promjenom osvjetljenja npr otvaranje izatvaranje cvjetova kod smjene noć-dan) i seizmonastija (potres npr mimoza)

V-tip ATPazne ionske crpke F-tip ATPazne ionske crpke P-tip ATPazne protonske crpke

Slika 512 Struktura i tipovi ionskih crpki

U sadašnjem trenutku znanstvene misli smatra se da je usvajanje hranjivih tvaripretežno aktivan proces koji ovisi o disanju sintetskoj aktivnosti korijenovogsustava i fotosintetskoj aktivnosti zelenih organa Pasivan tijek usvajanjaograničava se najvećim dijelom na slobodan prostor korijena To je prostor ukorijenu u koji otopina slobodno ulazi (i pri inhibiranom disanju) i dostižekoncentraciju vanjske otopine U tom se prostoru nalazi nepokretan elektrolit pase uz adsorpciju iona na njemu (npr R-COOH skupine) veličina stvarnoslobodnog prostora smanjuje na prividno slobodan ili Donnanovski prostorkorijena U tom prostoru koncentracija iona je viša prema slobodnom prostorujer dolazi do njihove sorpcije na električno nabijene skupine staničnih stijenkiSukladno tome plazmalema je barijera za pasivno usvajanje i ulaz tvari u stanicuodvija se aktivnim prenošenjem

Nakon prolaska kroz Kasparijev pojas ioni se dalje prenose simplastom doparenhimskih stanica ksilema i ulaze aktivnim mehanizmom u traheje (provodnecijevi) ili provodne stanice (traheide slika 513) Ascedentnim premještanjemiona (prema gore) iz korijena u ostale organe pojačava se njihovo usvajanje tepovezanost rasta i usvajanja elemenata zapravo regulira intenzitet usvajanjahraniva po principu povratne veze (feedback)

135

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Usvajanje hranjivih tvari je različito ovisno o biljnoj vrsti ali je uglavnom većekod korova u odnosu na kulturne vrste Jedan dio objašnjenja je u većojaktivnoj površini korijena korova njegovoj većoj sposobnosti zamjene te količinii vrsti izlučevina korijena sposobnih za mobilizaciju hraniva

Slika 513 Usvajanje i put kretanja vode kroz biljku (premahttpebookbrowsecom )

Aktivnu površinu korijena čini zona s vrlo finim korijenskim dlačicama koje lakomogu doći u neposredan dodir s koloidnim česticama tla Stoga je površinakorijena vrlo značajna s gledišta usvajanja hraniva Npr leguminoze po 1 aru (1ar = 100 m2) imaju aktivnu površinu korijena od 5000 m2 pšenica 10000 m2dok površina svih čestica tla u oraničnom sloju 1 ara iznosi ~ 3 acute 108 m2 Stoga jerazumljivo da korijen mora u potragu za hranivima i to postiže isključivorastom

Kapacitet zamjene korijena temelji se na principima Donnanove ravnoteže iraste proporcionalno s povećanjem prividno slobodnog prostora u njemuMogućnost usvajanja hraniva u dodiru s adsorpcijskim kompleksom tla ovisi obiljnoj vrsti kultivaru odnosno hibridu (tablica 55) Leguminoze općenito imajuvisok kapacitet zamjene (40-60 cmol(+) kg-1 ST) a biljke iz porodice trava upolaniži Zbog toga leguminoze relativno više usvajaju dvovalentne katione a travejednovalentne

Izlučivanje ugljične kiseline (ugljikova(IV) oksida otopljenog u vodenoj fazi tla) urizosferu ovisi o intenzitetu disanja korijena Izdvojena ugljična kiselina otapa

136

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

mnoga kemijski nepristupačna hraniva dok H+ ioni istovremeno zamjenjujukatione s kationskog izmjenjivačkog kompleksa tla Produkcija H2CO3 obično jeznatno viša od potrebne za usvajanje hraniva (5-30 kekv ha-1) i vjerojatno nijeograničavajući čimbenik u ishrani bilja

Slika 514 Mehanizam usvajanja željeza (Kochian 1991)

Od korijenskih izlučevina vrloznačajnu ulogu u ishrani biljaimaju organske kiseline tvari kojelako grade kelate (slike 514 i515) reducirajuće tvari i sve onekoje su dobar supstrat zarizosfernu mikrofloru te takoposredno utječu na pristupačnosthraniva

Uobičajeno je da se sviniskomolekularni eksudati

korijena u rizosferu nazivaju jednim imenom fitosiderofore (phyto = biljka sider= željezo phore = nosač) dok se izlučevine veće molekularne mase koje gradeželatinoznu tvar označavaju kao mucilage ili mucigel Želatinozna konzistencijatih izlučevina potječe uglavnom od polisaharida poliuronske kiseline (20-50 ) iektoenzima (kisela fosfataza polifenol oksidaza i dr) a njihova je zadaća daštite korijen od sušenja i oštećenja kod prodiranja u tlo kao i pomoć kodusvajanja hraniva Niskomolekularne izlučevine korijena su šećeri organske

Tablica 55 Kapacitet kationskeizmjene korijena različitihbiljaka (Marschner 1986)

Biljnavrsta

Izmjenjivački kapacitetcmol(+) kg-1 ST korijena

Pšenica 23Kukuruz 29

Grah 54Rajčica 62

137

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kiseline aminokiseline i fenoli a uključuju i fitosiderofore kao kelatizirajućeagense

Slika 515 Struktura dvije vrste fitosiderofora

Organske kiseline su predominantne izlučevine korijena (npr citrat) i njihovzadatak je otapanje kemijski nepristupačnih oblika hraniva Prije svega to surazličite soli kalcija (karbonati fosfati i dr) dok neke izlučevine redukcijskihsvojstava mogu djelovati na sljedeći način

( )

2+2

+ 3+23

MnO + hidrokinon Mn + kinon

Fe OH + 3 H Fe + 3 H O

reg

reg

Redukcijom se manganov(IV) oksid koji nije pokretljiv prevodi u pokretljivi Mn2+

raspoloživ za usvajanje Zakiseljavanje rizosfere potiče kelatizaciju Fe3+ sorganskim kiselinama zatim kelat-Fe3+ kompleks na površini korijena podutjecajem Fe(III) reduktaze oslobađa i reducirano željezo koje biljka možeapsorbirati

Zapaženo je da kod nedostatka pojedinih biogenih elemenata kao što su P KZn i Fe dolazi do pojačanog izlučivanja fitosiderofora korijenom što utječe napojačan rad mikroflore i bržu transformaciju nepristupačnih oblika hraniva upristupačna Izlučivanje je ograničeno na vršnu zonu (1-2 cm) korijena Slika516 prikazuje model mobilizacije mikroelemenata fitosideroforama

Između korijena i rizosfere postoji vrlo čvrst i kooperativan odnos koji čestorezultira i pravom simbiotskom povezanošću pri čemu se mikroorganizmirizosfere dijele na neinfektivne i infektivne mikroorganizme Neinfektivnimikroorganizmi utječu na mineralnu ishranu biljaka preko pojačane mobilizacijeodnosno mineralizacije ili utječu direktno na morfologiju i fiziologiju korijenapovećavajući kapacitet usvajanja hraniva Dobar primjer djelovanja neinfektivnerizosferne mikroflore je mobilizacija i imobilizacija Mn (slika 517)

138

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 516 Model aktivacije mikroelemenata fitosideroforama (Marschner1990)

Slika 517 Mehanizam mobilizacije Mn u rizosferi (Marschner 1990)

139

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

54 USVAJANJE VODE

Vodni režim biljaka sastoji se iz njenog usvajanja kretanja kroz biljku i gubljenjaBilanca vode u biljkama zbog njezinog izuzetnog fiziološkog i poljoprivrednogznačaja danas je predmet svestranog izučavanja Ona ovisi o razvijenosti isvojstvima korijenovog sustava provodnog sustava pokrovnih tkiva kroz koja sevoda gubi te vanjskih čimbenika od kojih su najznačajniji sadržaj i raspoloživostvode u tlu temperatura i aeracija odnosno opskrbljenost korijena kisikomBiljke su veliki potrošači vode ali samo mali njezin dio sudjeluje u građi organsketvari pa se na 6 molekula CO2 veže 6 molekula vode za sintezu jedne molekuleglukoze

2 2 6 12 6 26 CO + 6 H O C H O + 6 O ili264 g + 108 g 180 g + 192 g

regreg

990 g tranzitna voda

1000 g usvojena voda 8-9 g kemijski nevezana

10 g zadržana voda

1-2 g kemijski vezana

Iako se po gramu šećera veže 06 g vode (108 g H2O180 g glukoze) biljke usintezi organske tvari troše oko gram vode po gramu suhe tvari dok najveći diousvojene vode prođe kroz biljku u transpiracijskoj struji prenoseći hranjivetvari i hladeći fotosintetski aparat Mnogo manja količina kemijski nevezanevode hidratizira protoplazmu (biljke ju sadrže ~ 75 ) potpomaže funkcionalnojedinstvo biljnog organizma i deponira se pretežito u vakuoli (~ 90 ) Kemijskivezana voda koja se ugrađuje u organsku tvar predstavlja izvor H+ i OH- Biljkepotroše prosječno transpiracijom oko 500 g vode za sintezu 1 g suhe tvari(transpiracijski koeficijent)

Voda se može usvajati lišćem ali i drugim organima Istraživanja pokazuju danema veće razlike između usvajanja lišćem i korijenom zbog drugačijeanatomske građe ta dva organa List je prekriven kutikulom na njemu je velikbroj puči a stanice palisadnog i spužvastog parenhima sadrže klorofil i obavljajufotosintezu Potrebno je istaknuti da je površina puči prosječno 2 od površinelista i da kroz tako male otvore (oko 30 times 7 microm) zbog površinskog naponatekućine teško ulaze a i samo vlaženje stanica zapornica smanjuje ulazni otvorZbog toga je vjerojatnije da se voda (i otopljene mineralne tvari) preko listausvajaju kroz kutikulu i epidermalne stanice zapornice puči i dlačice na listu

Sadržaj vode u protoplazmi nije mjera njezine aktivnosti već je to njezinkemijski potencijal (vodni potencijal) Najveći potencijal (najveću slobodnu

140

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

energiju y s = 0) ima čista voda jer su njezine molekule slobodne ali otapanjemrazličitih tvari u vodi molekule vode se vežu na otopljenu tvar zbog dipolnogkaraktera i otopina tada ima manju količinu slobodne energije Na taj načinuspostavlja se gradijent vodnog potencijala od manje koncentrirane otopine(veća slobodna energija) ka većoj koncentraciji (manja slobodna energija)Tipičan gradijent vodnog potencijala uspostavlja se od vodene faze tla prekokore korijena do endoderme Snižavanje slobodne energije vode njezinimvezivanjem odnosno njezinog kemijskog potencijala može se prikazati izrazom

0 -10

0

P - Pμ - μ = R times T times (J mol )

P

(micro = kemijski potencijal vode micro0 = kemijski potencijal čiste vode na 101 kPa itemperaturi sredine P0 = ravnotežni tlak para čiste vode na temperaturi sredineP = ravnotežni tlak para otopine na istoj temperaturi R = plinska konstanta (8314 J K-1

mol-1) i T = temperatura sredine u K)

Slika 518 Usvajanje transport i gubitak vode transpiracijom (SolomonBerg and Martin 2004)

Moć usisavanja vode (S) ili vodni potencijal odnosno sila kojom biljka ilipojedina stanica može usvajati vodu pokazuje izraz

141

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

0-2μ - μψ = = -S (J cm )

v

gdje je v parcijalni molarni volumen vode (18 cm3 g-1) Budući da je micro najčešćemanji od micro0 vrijednost vodnog potencijala ima negativan predznak te se vodapremješta pasivno od mjesta s višim (manje negativnim) prema mjestu s nižim(više negativnim) potencijalom

Osmotski tlak se znatno mijenja na razini jedne stanice što uvjetuje difuznigradijent između vakuola i vanjske otopine koji je različit za pojedine stanice ipogoduje održanju potencijala usisavanja vode te omogućuje premještanje vodeod rizoderme do endoderme korijena Na kretanje vode od endoderme doprovodnih tkiva u periciklu korijena djeluju osim pasivnog osmotskog i aktivnousvajanje nasuprot difuznom gradijentu

Kretanje vode u biljci odvija se od stanice do stanice (ekstravaskularno) i krozprovodna tkiva (vaskularno) Ekstravaskularna pokretljivost vode je malogintenziteta i temelji se na osmotskim silama Danas se uglavnom smatra da sevoda ekstravaskularno premješta korijenom pretežito kroz mikrokapilarestaničnih stijenki prenoseći i otopljene mineralne tvari (intermicelarno poapoplastu) koje su međusobno povezane sve do endoderme Aktivnimpremještanjem vode kroz endodermu do pericikla i provodnih tkiva te daljeascedentno (prema gore) voda se premješta isključivo vaskularno odnosnoksilemom Kod gimnospermi provodne stanice su traheide (s jamicama) a kodangiospermi to su traheje duge ~ 10 cm (kod biljaka iz porodice ljiljana trahejemogu biti duge 3-5 m s promjerom 02 mm) Ascedentno premještanje vode krozksilem omogućeno je dvomotornim mehanizmom koji čini negativnihidrostatski tlak nastao kao posljedica transpiracije (povlači vodu prema lišću) apotpomognut je korijenovim tlakom (koji gura vodu od korijena prema lišću)Omjer između te dvije sile je različit ovisno o biljnoj vrsti ali i uvjetima sredine

Objašnjenje kretanja vode dao je Dikson još 1901 u svojoj kohezijskoj teoriji kojaje i danas aktualna Voda se gubi iz biljke najvećim dijelom u transpiracijskojstruji preko lista u obliku vodene pare Zbog toga u listu raste deficit vodnogpotencijala (raste sila usisavanja) koji povlači vodu iz kapilarnih stanica ksilemaNaime u trahejama ili traheidama voda se drži jakim kohezijskim silama (do 35MPa) čija tenzija ne dopušta prekidanje vodenih niti i omogućuju penjanje vodena velike visine (npr kod lijana eukaliptusa i sekvoja više od 100 m) Silekohezije potpomognute su silama adhezije (kapilarni efekt penjanja vode kaoposljedica privlačenja molekula vode kapilarnim stijenkama stanica ksilema)Vodeni stupac potpomognut je s donje strane korijenovim tlakom (01-02 MPa)kao posljedicom aktivnog premještanja vode iz kore korijena u centralni cilindarkorijena pa transpiracija funkcionira kao dvomotorni mehanizam (slika 518)Mehaničkim oštećenjem ksilema ulazi zrak i puca neprekidnost vodenih niti štonarušava ascedentni tok vode

142

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Transpiracija je proporcionalna deficitu zasićenosti atmosfere vodenom paromtemperaturi i površini s koje se voda gubi Razlikuje se nekoliko oblikatranspiracije kutikularna lenticelarna peridermalna kroz plodove i kroz pučiKutikularna (epidermalna) transpiracija (kutikula je mrtva lipoidna membranaiznad epiderme) ovisi o debljini kutikule što je obrnuto proporcionalno starostibiljke Otuda kod mladih biljaka i do 50 otpada na kutikularnu transpiracijuLenticelarna transpiracija odvija se kroz lenticele (otvore na kori) i ljeti možeiznositi do 30 ukupne transpiracije kod drveća Kroz koru drveća(peridermalno) može se također gubiti voda kao i preko plodova posebicekrupnih

Najznačajniji gubitak vode kod biljaka je transpiracijom kroz puči To su otvori uepidermi lista okruženi s dvije posebne stanice zapornice Otvorene puči sueliptičnog oblika širine otvora 4-12 microm i duljine 10-40 microm Broj im je promjenjivu granicama 1000-2000 acute cm-2 kod žitarica a do 100000 acute cm-2 kod hrastaSmještene su na lišću ali i peteljkama plodovima epidermi stabljike dijelovimacvijeta itd Na lišću mogu biti s obje strane (amfistomalni) ili samo s jedne (goreepistomalni dolje hipostomalni listovi) Kod velikog broja puči njihova se veličinasmanjuje pa omjer između površine puči i ukupne površine lista malo varira zarazličite biljne vrste istog klimatskog područja što se utvrđuje indeksom puči (IP)

-2

P -2 -2broj puči times dm

I =(broj puči times dm ) + (broj epidermalnih stanica times dm )

Ukupna površina puči iznosi 1-3 od površine lista a kroz njih se izgubi 23vode odnosno gubitak vode kroz puči 30-ak puta je veći nego s drugih dijelovalista Naime gubitak vodene pare difuzijom kroz male otvore znatno je veći zbogrubnog efekta što je prikazano Stefanovim izrazom za isparavanje vode

1 0P -PV = 4 times r times K times times S

P

(gdje je V = količina isparene vode r = radijus površine isparavanja K = koeficijentdifuzije vodene pare P1 = napon pare u zasićenju kod trenutne temperature P0 = stvarninapon pare kod trenutne temperature P = atmosferski tlak i S = površina s koje vodaisparava)

Puči vrlo osjetljivo reagiraju na promjenu vanjskih uvjeta posebice na svjetlostkoncentraciju CO2 koncentraciju klorofila u lišću temperaturu sadržaj vode ulišću ishranjenost biljaka kalijem i dr Svjetlost ima najjači utjecaj na ritamotvaranja i zatvaranja puči što je usko povezano s fotosintezom i prisustvomodređenih produkata metabolizma u stanicama zapornicama

Voda se osim transpiracijom gubi iz biljaka u obliku tekučine (gutacija i plačbiljaka) Gutacija je gubljenje vode u vidu kapljica a javlja se u uvjetima dobresnabdjevenosti biljaka vodom visoke temperature tla i visoke relativne vlagezraka (kad transpiracija nije moguća) Višak vode iz biljke izlučuje se tada kroz

143

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

vodene puči ili hidatode (pasivne i aktivne npr kod koprive) S vodom seizdvajaju i u njoj otopljene tvari posebno kod starijeg lišća Npr gutacijom selako izdvajaju Na i Mn a u manjoj količini Fe Zn P i Cl Osim elemenata izdvajajuse i manje količine organskih kiselina aminokiselina i šećera

Plač biljaka ili suzenje (eksudacija) se zapaža kod povrede biljaka kao posljedicakorijenskog tlaka koji potiskuje vodu ascedentno do prekida ksilema Zbog togase plač biljaka zapaža u proljeće odnosno kad je tlo toplo i sadrži obilje vode atranspiracija je znatno smanjenja zbog nerazvijenog lišća Količina eksudatadostiže kod vinove loze 1 dm3 po danu kod breze 5 dm3 dok neke palme izluče10-15 dm3 vode za jedan dan Eksudat sadrži veću koncentraciju mineralnih tvariu odnosu na gutaciju

55 USVAJANJE HRANIVA LISTOM

Premda je osnovna funkcija korijena usvajanje vode i hranjivih tvari lišće imavažnu ulogu u ishrani bilja zbog procesa fotosinteze (koju obavljaju i drugi zeleniorgani) i transpiracije Također preko lista se može uspješno usvajati vodamineralne i organske tvari Istraživanja pokazuju da nema veće razlike izmeđuusvajanja mineralnih elemenata listom i korijenom a male razlike se pojavljujuzbog drugačije anatomske građe tih dvaju organa

List je prekriven kutikulom na njemu je velik broj puči a stanice palisadnog ispužvastog parenhima sadrže klorofil i obavljaju fotosintezu Površina puči jeprosječno 2 od površine lista i kroz tako male otvore (oko 30 x 7 microm) zbogpovršinskog napona tekućine teško ulaze a uz to i vlaženje stanica zapornicasmanjuje ulazni otvor puči Zbog toga je vjerojatnije da se mineralne tvari prekolista usvajaju kroz kutikulu i epidermalne stanice stanice zapornice puči i dlačicena listu

Kutikula štiti od dehidracije UV zračenja štiti od prašine mikroorganizama idrugih atmosferskih zagađivača Kutikula često predstavlja prepreku znatnijemusvajanju preko lista (slika 519) a njezinu propustljivost određuje kemijskisastav i struktura Građena je iz matriksa koji čini kutin (polimerinteresterificiranih hidroksimasnih kiselina C16 i C18) u koji je ugrađen kutikularnivosak (ugljikovodici dugog lanca C22-C36 alkoholi masne kiseline i esteri) a napovršini je sloj hidrofobnog epikutikularnog voska sličnog sastava Za stanični zidkutikula se veže pektinom i u nju urastaju celulozne fibrile staničnog zidaDebljina kutikule je kod mezofita oko 1 microm a kod nekih biljaka dostiže znatnudebljinu (do 13 microm) pa njezina propustljivost ovisi jako o hidrataciji koja izazivabubrenje uz proširenje postojećih pora u njoj Kutin je semihidrofilan jer sadržilipofilne -CH3 i -CH2 ali i hidrofilne -CHO i -COOH skupine

144

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 519 Shematski prikaz građe kutikule (Bakan 2005)

Stanična stijenka ne predstavlja veću prepreku prolaženju otopljenih tvari u vodijer posjeduje velik broj hidrofilnih grupa (celuloze i kemiceluloze) i veliki brojmikropora (interfibrilarni prostori celuloznih lanaca) pa predstavlja prividnoslobodan prostor analogno korijenu Pri tome ektodezme smještene navanjskom zidu epidermalnih stanica potpomažu usvajanje One nisu plazmatičnegrađe kao plazmodezme već je to sustav pora u celuloznoj građi staničnestijenke Hranjive tvari su praktično usvojene listom tek kad prođu krozplazmalemu što je fiziološki analogno korijenskim mehanizmima usvajanjahraniva

Translokacija elemenata usvojenih preko lista bitno se razlikuje od usvajanjapreko korijena i ovisi o njihovoj pokretljivosti u floemu (pretežito descedentnismjer kretanja - prema dolje) Poznavanje pokretljivosti elemenata usvojenihlistom ima praktičan značaj zbog primjene folijarne ishrane Smatra se da suelementi usvojeni listom obzirom na mogućnost premještanja

middot pokretljivi N K Na Mg P S i Clmiddot osrednje pokretljivi Fe Mn Zn Cu i Mo imiddot teško pokretljivi Ca i B

145

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

56 SADRŽAJ MINERALNIH TVARI U BILJKAMA

Biljka transformira usvojene hranjive tvari preko korijena (ili drugih organa) uvlastite građevne tvari a samo se jedan uglavnom manji dio akumulira uusvojenom obliku

Uobičajeno je da se količina biogenih elemenata u biljkama izražava na suhutvar zbog vrlo promjenjivog sadržaja vode u njima Koncentracijamakroelemenata izražava se u postotku a zbog niske koncentracijemikroelemenata ona se iskazuje u ppm na suhoj tvari (ppm = mg kg-1 = micro g-1) Upojedinim situacijama koncentracija hranjivih tvari može se iskazivati na svježuili apsolutno suhu tvar biljke Npr kod primjene brzih testova za utvrđivanjepotrebe u prihrani dušikom koncentracija nitrata se utvrđuje u svježoj tvarimladih biljaka pšenice peteljkama kod šećerne repe itd

Suha tvar biljaka sadrži najviše organogenih (nemineralnih) elemenata i to uprosjeku 44-49 ugljika 42-46 kisika i 5-7 vodika Dušik i sumpor zbogusvajanja u mineralnom obliku najčešće se izuzimaju iz ove grupe elemenata(iako su konstituenti organske tvari a njezinim spaljivanjem jednako kao C H iO ne zaostaju u pepelu) Ostatak su mineralni elementi ili elementi pepela jerzaostaju u njemu nakon spaljivanja organske tvari na 500 degC i to najviše u oblikusoli uglavnom karbonata silikata fosfata i drugih ili u obliku oksida

Slika 520 Mehanizmi genotipske specifičnosti (Marschner 1995)

Koncentracija mineralnih elemenata znatno se mijenja ovisno o biljnoj vrstidijelu koji se analizira starosti opskrbljenosti tla hranivima vodom i drugim

146

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

vanjskim i unutarnjim čimbenicima rasta i razvitka Također prisutne suznačajne razlike unutar biljaka jedne vrste što se označava pojmom sortnespecifičnosti mineralne ishrane (slika 520) i često se mora uvažavati kodutvrđivanja potrebe usjeva za pojedinim elementima ishrane

Koncentracija elemenata u lišću zbog njihove fotosintetične funkcije dobar jepokazatelj ishranjenosti biljaka pri čemu se mora uvažiti sposobnostpremještanja pojedinog elementa iz starijeg u mlađe fiziološki aktivno lišćeRazlike uvjetovane biljnom vrstom na koncentraciju biogenih elemenatapokazuje tablica 56

Biljke iz porodice trava sadrže relativno manje kalcija magnezija i bora a punosilicija Leguminoze sadrže relativno više kalcija magnezija i bora a malo silicijadok su krstašice bogate sumporom Biljke kiselih staništa sadrže više željeza ialuminija a biljke slanih staništa više natrija magnezija klora i sumpora

Raspodjela elemenata unutar jedne biljne vrste također je promjenjiva ovisno odobu vegetacije i biljnog dijela Lišće u pravilu sadrži više kalija kalcijamagnezija i sumpora a posebno je visok sadržaj dušika i fosfora Mlađe lišće imavisok sadržaj većine elemenata dok starije sadrži više slabo pokretljivihelemenata kao što su kalcij bakar i bor Sjeme ima visok sadržaj dušika fosfora imagnezija dok korijen ima relativno nizak sadržaj svih elemenata

Tablica 56 Koncentracija hranjivih elemenata kod nekih biljaka u suhoj tvari(Driessen 1986)

Biljni dio N P K S Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mog kg-1 mg kg-1

Pšenica (zrno) 20 4 5 02 05 15 100 40 30 5 5 02Pšenica (slama) 5 1 10 07 30 10 50 40 30 5 5 02Krumpir (gomolj) 15 2 20 10 05 10 40 10 15 5 7 03Šećerna repa (list) 30 3 30 30 20 10 100 60 50 10 50 10Šećerna repa (repa) 8 2 15 06 20 20 25 20 25 7 30 05

57 PROMJENA SADRŽAJA ELEMENATA U BILJKAMA

Usvajanje hranjivih elemenata tijekom vegetacije biljaka nije ujednačeno i poredtoga što supstrat ishrane može sadržavati dovoljnu količinu pristupačnih hraniva(slika 521) Kod jednogodišnjih biljaka usvajanje je uglavnom kontinuirano sizraženim maksimumima usvajanja u pojedinim etapama ontogeneze dok kodvišegodišnjih biljaka postoje prekidi zbog mirovanja u nepovoljnom dijelugodine Biljke koje rastu pod povoljnim klimatskim prilikama cijele godine

147

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

(tropski pojas staklenici) ipak pokazuju razdoblja smanjenog usvajanja hraniva iusporenog rasta

Kod jednogodišnjih biljaka u fazi klijanja usvajanje mineralnih tvari od malog jeznačaja jer sjeme sadrži potrebnu količinu pa se usvajaju samo voda i kisik Uranim fazama porasta usvajanje hraniva iz supstrata je snažno te sadržajmineralnih elemenata brzo raste a koncentracija opada (slika 522) zbog učinkarazrjeđenja organskom tvari U razdoblju najvećeg porasta usvajanjemineralnih elemenata je snažno ali postoje izražene razlike ovisne oelementima i biljnim vrstama

middot dušik intenzitet usvajanja je najveći u vegetacijskom razdoblju (fenofazeglavnog porasta) kada je najveća sinteza proteina

middot fosfor usvajanje pokazuje dva maksimuma prvi je slabije izražen u perioduizgradnje korijenovog sustava i drugi jači na prijelazu iz vegetacijske ureprodukcijsku (generativnu) fazu razvoja

middot kalij usvaja se najintenzivnije pri tvorbi ugljikohidrata potrebnih za razvojfotosintetskog aparata i u reprodukcijskoj fazi kod nagomilavanja rezervnihtvari u skladišnim organima

Slika 521 Porast sadržaja N P i K te suhe tvari pojedinih organa kodkukuruza tijekom vegetacije

U posljednjim fenofazama razvitka dolazi do pada koncentracije pojedinihmineralnih elemenata posebice u lišću jer se elementi ishrane premještaju uskladišne organe Jedan dio se izgubi odbacivanjem lišća dio nekonstitucijskihelemenata se ispere kišom (K i Na) kao i dio ionskih oblika konstitucijskihelemenata a jedan dio se putem korijena vrati u tlo

148

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

58 OPSKRBLJENOST BILJAKA MINERALNIM TVARIMA

Opskrbljenost biljnih tkiva posebice fiziološki najaktivnijih ovisna je o usvojenojkoličini hranjivih elemenata ali i njihovoj pokretljivosti odnosno sposobnostipremještanja unutar biljke Akropetalni smjer premještanja hraniva (od korijenaprema izdanku) uglavnom ne predstavlja poteškoću jer su svi elementi u tomsmjeru dobro pokretljivi ako je biljka snabdjevena s dovoljno vode Nasuprottome u bazipetalnom smjeru (od vrha izdanka prema korijenu) većinaelemenata je dobro do umjereno pokretljiva ali ima i onih koji se teškopremještaju (tablica 57) Folijarna ishrana biljaka takvim elementima je otežanaili nije moguća

Slika 522 Promjena koncentracije N P i K kod pšenice

Tablica 57 Pokretljivost mineralnih elemenata u floemu (Marschner 1986)

Pokretljivi Srednje pokretljivi Nepokretnirubidij mangan kalcijnatrij cink stroncij

magnezij bakar barijfosfor molibden bor

sumpor željezoklor

U nedostatku hranjivih elemenata u formiranju novih organa posebnofotosintetskog aparata i reprodukcijskih organa biljke su sposobne premještatitvari iz starijih manje aktivnih tkiva u mlađe i aktivnije Budući da je većinaelemenata konstituent organske tvari prvo dolazi do hidrolitičkih procesa ioslobađanja elemenata (remobilizacija) njihove translokacije (floem-ksilemretranslokacija) i ugradnje u nove spojeve na mjestu potrebe Takva pojavanaziva se jednim imenom reutilizacija elemenata

S obzirom na sposobnost reutilizacije mineralni elementi se dijele u dvije grupe

149

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

middot Pokretljivi elementi N P K Mg Cl Mnmiddot Slabo pokretljivi elementi Ca S Fe Cu Zn B Mo

Sposobnost translokacije elemenata često ovisi i o biljnim vrstama a odvija seksilemom i floemom (slika 523) Tako je mangan pokretljiv u bazipetalnomsmjeru kod zobi repe voćaka itd ali kod leguminoza i krumpira ubraja se unepokretljive elemente (tablica 57)

Slika 523 Transport vode i tvari ksilemom i floemom

59 SIMPTOMI NEDOSTATKA I SUVIŠKA ELEMENATA ISHRANE

Poznavanja pokretljivosti elemenata u biljkama značajno je kod utvrđivanjadeficijencije elemenata na temelju pojave simptoma nedostatka Npr kodvidljivih simptoma nedostatka pojedinog elementa u starijem lišću vjerojatno jedošlo do njegovog premještanja u mlađe organe Ako se simptom deficitaprimjećuje na mlađem lišću tada je jasno da se radi o nedostatku nepokretljivogelementa

Tipični simptomi nedostatka biogenih elemenata su kloroze koje se očituju kaosvijetložuto reverzibilno obojenje lišća i nekroze kada dolazi do izumiranjadijelova lišća Shema (slika 524) ilustrira principe vizualne dijagnostike deficitapojedinih hranjivih elemenata Međutim pored primarnog simptomanedostatka nekog elementa naknadno se mogu pojaviti i sekundarni simptominedostatka koji kompliciraju determinaciju uzroka pojave simptoma Stoga je

150

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

vizualna dijagnostika često pogrešna i preostaje jedino kemijskom analizomutvrditi pravi uzrok pojave simptoma Vrlo slična je problematikadijagnosticiranja uzroka pojave višestrukih simptoma nedostatka ili suviškaelemenata ishrane a kod oslabljenih biljaka često dolazi do napada bolesti štodalje komplicira vizualnu dijagnostiku maskiranjem primarnog uzroka pojavesimptoma

Opskrbljenost biljaka biogenim elementima može se stupnjevati premaposljedicama koje nastaju za biljku kod njihovog nedostatka ili suviškaStupnjeve opskrbljenosti u uobičajenoj skali od pet gradacija prikazuje tablica58 Kemijska analiza biljaka i tla kod nas je nažalost još uvijek rijetka (zbogtoga i relativno skupa) pa je u nedostatku takvih pokazatelja opskrbljenostibiljaka elementima ishrane dobro poznavati principe vizualne dijagnostikebiogenih elemenata

Tablica 58 Stupnjevi opskrbe biogenim elementima i odgovarajućegranične vrijednosti (Finck 1969)

A B C D E porastkonc

hranivaakutnimanjak

prikrivenimanjak

dobraopskrba

luksuznaopskrba

otrovnakoličina

Slika 524 Princip vizualne dijagnostike poremećaja u ishrani bilja(Marschner 1986)

graničnopodručjeprinosa

graničnopodručje

otrovnosti

graničnopodručje

simptoma

151

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Nedostatak nekog elementa u biljci razmjeran je njegovoj raspoloživosti u tlu(iili sposobnosti biljke da ga usvoji) i duljini vegetacije u kojoj ga biljka možeusvajati Nedovoljna opskrbljenost neophodnim elementima ishrane djeluje narast i razvoj biljaka i konačno na visinu i kakvoću prinosa preko različitihfizioloških procesa (tablica 59) Slaba ishranjenost može usporavati sintetske aubrzavati oksidacijske ili potpuno blokirati životno važne biokemijsko-fiziološkeprocese Biljke posjeduju mehanizme kojima pokušavaju ublažiti nedostataknekog od esencijalnih elemenata Npr pojedini elementi usvajaju se ubrzano uranim etapama razvoja i ta količina dovoljna je za čitav reprodukcijski ciklus akada su iz grupe mobilnih elemenata potrebe za razvoj i funkcioniranje novihmlađih organa podmiruju se premještanjem odnosno reutilizacijom Ipakpojavu reutilizacije treba shvatiti kao nužno zlo za biljku a nikako poželjanproces Stoga je usvajanje hranjivih tvari prisutno tijekom čitavog vegetacijskograzdoblja biljaka naravno u različitim količinama ovisno o potrebi biljaka injihovoj raspoloživosti

Tablica 59 Uloga mineralnih elemenata u fotosintezi (Marschner 1986)

Proces Konstituentorganske tvari Aktivator enzima i osmoregulacija

Tvorba kloroplastaSinteza proteina N S Mg Zn Fe K (Mn)Sinteza klorofila N Mg Fe

Prijenos elektronaPS II+I - fosforilacija Mg Fe Cu S P Mg Mn (K)

Fiksacija CO2 - Mg (K Zn)Mehanizam rada puči

- K (Cl)Sinteza škroba i prijenos šećera

P Mg P (K)middot Akutni manjak (A) jasni su simptomi nedostatka biogenog elementa slab je

rast biljaka a primjenom elementa u nedostatku prinos znatno rastemiddot Prikriveni (latetni) manjak (B) vizualnom dijagnostikom ne može se utvrditi

nedostatak biogenog elementa rast je prividno dobar ali se gnojidbompostiže povećanje prinosa uz bolju kakvoću

middot Dobra opskrba (C) nema simptoma nedostatka hraniva i primjenom gnojidbeuglavnom nema porasta prinosa ali se postiže bolja kakvoća

middot Luksuzna opskrba (D) simptomi suviška nisu vidljivi kakvoća prinosa je nižaa primjenom gnojidbe prinos više ne raste ili često opada

middot Otrovnost (E) simptomi suviška elementa jasno su vidljivi loš je rast jako jesmanjen prinos i slabe je kakvoće

152

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

591 Opći simptomi nedostatka

Opći simptomi nedostatka neophodnih elemenata biljne ishrane (isključujući CO i H) su sljedećiDušik (N) Reducirani rast vrha biljke i korijena rast uspravan i

vretenast listovi blijedo-žuto-zeleni u ranijim stadijima akasnije postaju žući i čak narančasti ili crveni nedostatakvidljiv prvo na donjim listovima a kloroza se širi od vrhaprema bazi lista

Fosfor (P) Reducirani rast vrha biljke i korijena rast uspravan ivretenast listovi plavo-zeleni u ranijim stadijima a ponekadtamnije zelene boje nego listovi koji imaju dovoljno fosfora ukasnijim stadijima listovi postaju grimizni a ponekad ruboviposmeđe prerano dolazi do opadanja listova počevši odstarijih

Kalij (K) Vršak lista posmeđi pojavljuju se rubne ožegotine lista kodnekih biljnih vrsta razvijaju se smeđe ili svijetle pjege na listukoje su obično brojnije uz rubove lista nedostatak je vidljivprvo na donjim listovima

Kalcij (Ca) Simptomi se uglavnom pojavljuju na mlađim listovima uzvegetacijski vrh rasta mlađi listovi su izobličeni s vrhomsvinutim unazad i rubovima smotanim prema naličju ili liculista rubovi lista mogu biti nepravilni sa smeđimožegotinama ili pjegama

Magnezij (Mg) U mlađim stadijima razvoja na listu se pojavljuje međužilnakloroza s klorotičnim područjima koja su međusobnorazdvojena zelenim staničjem što čini efekt kugličasteprugavosti simptomi su prvo vidljivi na donjim listovima

Sumpor (S) Mlađi listovi su blijedo-žuto-zelene boje slično nedostatkudušika rast izdanka je nešto reduciran

Cink (Zn) Međužilna kloroza praćena venjenjem klorotičnog područjapatuljasti rast i skraćenje internodija

Mangan (Mn) Svijetlozeleni do žuti listovi s izrazito zelenim žilama u nekimslučajevima javljaju se smeđe pjege na listovima koje zatimnestaju obično su simptomi vidljivi prvo na mlađimlistovima

Bor (B) Snažan utjecaj na točke rasta stabljike i listovi mogu bitiznatno izobličeni smanjena oplodnja gornji listovi su čestožućkasto-crvenkasti i mogu biti oprženi ili skovrčani

Bakar (Cu) Mlađi listovi poprimaju blijedozelenu boju sa slabom rubnomklorozom

Željezo (Fe) Međužilna kloroza mlađih listova

153

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Molibden (Mo) Listovi postaju klorotični sa smotanim ili kupasto izbočenimrubovima nedostatak molibdena često u biljkama rezultira inedostatkom dušika

Klor (Cl) Nedostatak u uvjetima poljskog uzgoja nije uočen

Napomena Simptomi nedostatka mogu se kod pojedinih biljnih vrsta znatnorazlikovati od navedenih Stoga su navedeni simptomi opći i ukazuju na osnovneodnosno najčešće simptome nedostatkaZa primjer vizualnih simptoma deficita izabrano je nekoliko fotografija (slike525 526 527 i 528) koje su uz pismeno dopuštenje gosp Randal F GroffThe Mosaic Company Plymouth USA preuzete s web stranicehttpwwwback-to-basicsnet

154

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

592 Ključ za determinaciju nedostatka hraniva prema simptomima

A Simptomi na starijem lišćuSimptomi uglavnom rasprostranjeni po cijeloj biljci donjilistovi se suše i odumiru

middot biljke svijetlozelene donji listovi žuti suše se dosmeđe boje stabljike postaju kraće i tanke dušik (N)

middot biljke tamnozelene često vidljiva crvena ililjubičasta boja donji listovi žuti suše se dotamnozelene boje stabljike postaju kraće ili tanje

fosfor (P)

Simptomi uglavnom lokalizirani donji listovi se ne suše alisu šareni ili klorotični rubovi lista ispupčeno kupasti ilinaborano zavrnuti

middot listovi prošarani promjenom boje ili klorotičniponekad pocrvene nekrotične pjege stabljiketanke

magnezij(Mg)

middot listovi prošarani promjenom boje ili klorotičnimale nekrotične pjege između lisnih žila ili blizuvrška i rubova lista stabljike tanke

kalij (K)

middot veće nekrotične pjege ravnomjernorasprostranjene po listu ponekad zahvaćaju i žilelistovi tanki stabljike kratke

cink (Zn)

B Simptomi na mlađem lišćuVršni pupovi odumiru izobličenost i nekroza mlađih listova

middot mlađi listovi svinuti a zatim venu od vrha i rubovaprema bazi kalcij (Ca)

middot mlađi listovi svijetlozeleni u svom donjem dijelu(osnovica) venu počevši od osnovice listoviusukano svinuti

bor (B)

Vršni pupovi ne odumiru ali su klorotični ili klonuti beznekrotičnih pjega

middot mlađi listovi klonuti i mlohavi bez kloroze vršakstabljike slab

bakar (Cu)

Mlađi listovi klorotični nisu klonutimiddot male nekrotične pjege žile

ostaju zelenemangan

(Mn)Lišće bez nekrotičnih pjega

middot žile zelene željezo (Fe)

middot žile klorotične sumpor (S)

155

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Manjak N (kukuruz) Manjak N (pšenica)

Manjak P (kukuruz) Manjak P (pšenica)

Manjak P (soja) Manjak K (kukuruz)

Slika 525 Vizualni simptomi manjka elemenata ishrane (uz pismenodopuštenje Randy Groff The Mosaic Company Plymouth)

156

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Manjak K (pšenica) Manjak K (šećerna repa)

Manjak K (soja) Manjak K (lucerna)

Manjak K (krumpir) Manjak Ca (lucerna)

Slika 526 Vizualni simptomi manjka elemenata ishrane (uz pismenodopuštenje Randy Groff The Mosaic Company Plymouth)

157

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Manjak Mg (soja) Manjak Fe (kukuruz)

Manjak Fe (soja) Manjak Fe (rajčica)

Manjak Mn (pšenica) Manjak Mn (soja)

Slika 527 Vizualni simptomi manjka elemenata (uz pismeno dopuštenjeRandy Groff The Mosaic Company Plymouth)

158

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Manjak Zn (kukuruz) Manjak Zn (kukuruz)

Manjak Zn (pšenica) Manjak Zn (soja)

Manjak Ca (rajčica) Manjak Mo (cvjetača)

Slika 528 Vizualni simptomi manjka elemenata ishrane (uz pismenodopuštenje Randy Groff The Mosaic Company Plymouth)

159

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

593 Antagonizam i sinergizam elemenata ishrane

Međusobni odnos pristupačnih količina pojedinih elemenata u tlu snažno utječena njihovu raspoloživost preko promjene kemijskog potencijala svakog od njih azatim različita snabdjevenost biljaka pojedinim elementima utječe naučinkovitost usvajanja korijenom po principu povratne sprege Stoga semeđuodnos elemenata ishrane u tlu odražava na mogućnost njihovog usvajanjasadržaj tih elemenata u biljkama a konačno i na prinos Primjerice niskakoncentracija K+ u tlu utječe na pojačano usvajanje dušika dok smanjenaraspoloživost dušika stimulira usvajanje fosfora Zbog toga je omjer pristupačnihmineralnih elemenata u tlu vrlo značajan za njihovo usvajanje i razumijevanjetvorbe prinosa te njegove kakvoće Pojava se naziva antagonizam iona idjelomično se može objasniti kompeticijom iona pri usvajanju Naime pojediniioni (sličnih kemijskih svojstava naboja promjera itd) konkuriraju na istimehanizam usvajanja ili su potrebni kod prijenosa u parovima (simport antiportili counterport)

Sljedeći primjer pojednostavljeno objašnjava pojavu antagonizma iona biljkeuzgajane u otopini CaCl2 ili NaCl ne razvijaju se uspješno ali kad se te dvijeotopine pomiješaju rast biljaka se normalizira Dakle u smjesi te dvije soliizgubila se otrovnost jedne od njih ili čak obje odnosno ioni u tim otopinamaponašaju se antagonistički U ishrani bilja postoji niz primjera antagonizma(tablica 510) pri čemu ovisno o vrsti biljke različitim intenzitetom reagiraju natu pojavu

Tablica 510 Neki antagonistički parovi elemenata ishrane bilja od praktičnogznačaja (Bergman 1983)

NH4 - K K - B Mn - Mo Zn - FeNH4 - Ca P - Fe Mn - Zn Ni - FeNH4 - Mg P - Zn Cu - Mn Cr - FeK - Mg P - Al Cu - Fe Co - FeK - Ca Mn - Mg Cu - Mo SO4 - MoK - Na Mn - Fe Cu - Zn

Otrovnost ili toksičnost elemenata i otklanjanje otrovnosti drugim elementomnije jedini kriterij za utvrđivanje antagonizma iona Pojava antagonizma očitujese i kada jedan ion onemogućuje ili najčešće smanjuje usvajanje nekog drugogU suprotnom slučaju kada dolazi do boljeg usvajanja nekog elementa uprisutnosti drugog govori se o sinergizmu iona Dobar primjer sinergizma jebolje usvajanje kationa i aniona kod dobre opskrbljenosti tla kalcijem kojiotklanja negativne efekte niskog pH ali i stabilizira strukturu biomembrana tepovećava transmembranski elektropotencijal Pojava antagonizma i sinergizmaiona dovodi se prema tome u svezu s njihovim utjecajem na promjenu fizičko-

160

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kemijskih svojstava koloida protoplazme Naime ioni sorbirani na proteinemijenjaju njihova koloidna i druga svojstva te utječu na putove metabolizma

Pored klasičnog antagonizma i sinergizma mineralnih elemenata ishraneznačajni su i složeni odnosi elemenata Primjerice za pojavu gorkih jamica kodskladištenja jabuka ili truleži donjeg dijela ploda rajčice značajan je odnos K +MgCa a kod salate u stakleničkoj proizvodnji značajan je odnos K acute NCa itd

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

6 MAKROELEMENTI

61 DUŠIK

Dušik ima poseban položaj u grupi neophodnih elemenata Podrijetlom je izatmosfere ali se usvaja u mineralnom obliku i svrstava u grupu mineralnihelemenata Sastavni je dio proteina nukleinskih kiselina fotosintetskihpigmenata amina amida i drugih spojeva koji čine osnovu života pa se kemijaovog elementa opravdano smatra najvažnijim dijelom agrokemije odnosnoishrane bilja Značaj dušika je to veći što ga samo mali broj organizama možekoristiti iz atmosfere (gdje ga ima 781 volumno ili 7551 po masi odnosnoukupno 38 acute 1015 t ili 865 t ha-1) u plinovitom obliku (N2) Za prevođenjemolekularnog oblika dušika do amonijaka ili nitrata u kojem ga obliku biljkeusvajaju potrebna je ogromna količina energije (946 kJ) S druge strane dušikse lako vraća u molekularno stanje u kojem je i najstabilniji pa se lako gubi iz tlagdje se njegova količina procjenjuje na ukupno 4 acute 1014 tona

611 Dušik u tlu

Dušik tla je u obliku organskih i anorganskih spojeva Organski dio predstavljenje humusom i nepotpuno razloženim biljnim i životinjskim ostacima Mineralnidio koji je potpuno raspoloživ za usvajanje samo je mali dio ukupnog dušika tlauglavnom u količini koja je nedovoljna za dobru ishranu poljoprivrednih biljnihvrsta U poljoprivrednim tlima ukupna količina dušika je najčešće 01-03 odčega je za ishranu bilja pristupačno tijekom jedne vegetacijske sezone svega 1do 3 Zbog toga je u suvremenoj poljoprivrednoj proizvodnji primjena dušikagnojidbom nezamjenjiva agrotehnička mjera jer su pristupačne količine dušika utlu uglavnom nedovoljne za postizanje visokih prinosa

Ukupna količina dušika u tlu ovisi o nizu čimbenika kao što su klima vegetacijatopografija terena matični supstrat starost tla itd Npr u području s hladnijomklimom (vertikalna ili prostorna zonacija) tla sadrže više humusa a time i dušikaNerazorana prirodna tla pod livadama imaju više dušika od istog tla nakonuključivanja u poljoprivrednu proizvodnju

U prirodi postoji kružni tok dušika gdje je atmosfera izvor a transformacije udušik tla obavljaju mikroorganizmi u procesu fiksacije dušika (slika 61) Dušikdospijeva u tlo i gnojidbom ili nastajanjem nitrata prilikom električnih pražnjenjau atmosferi Kružni tok dušika je univerzalan uz jasne specifičnosti svakogekosustava

162

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 61 Ciklus dušika (Oklahoma State University 2011)

Utvrđivanje bilance dušika u tlu složen je problem pa se vrlo rijetko moguutvrditi svi uzroci uobičajenonegativne bilance Sljedeći primjerpokazuje prosječni dotok dušika u tloi njegove gubitke različitim načinima(tablica 61)

Značaj navedenih izvora dotoka igubitaka dušika vrlo je promjenjivpa tako gubitci koji nastaju erozijommogu biti vrlo veliki na nagnutimbrdskim i planinskim tlima dok su uravnicama beznačajni Zatimispiranje je veće iz lakih plitkih ipjeskovitih a zanemarivo iz teških iglinastih tala itd Ispiranje hraniva iztla pouzdano se utvrđuje samolizimetrima (slika 62) Slika 62 Presjek lizimetarske

postaje

163

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

612 Podrijetlo dušika u tlu

U matičnom supstratu iz kojeg je tlo nastalo nema dušika pa se on u procesupedogeneze nakuplja isključivo pod utjecajem živih organizama Stoga je najvećidio dušika u tlu rezultat aktivnosti mikroorganizama isključivo protokariotaposebice onih mikroorganizama koji mogu vezati molekularni dušik iz atmosferei graditi vlastitu organsku tvar a zatim drugih nižih i na kraju viših organizamačiji ostaci dospijevaju u tlo i čine organsku rezervu dušika Procjene svjetskegodišnje mikrobiološke fiksacije dušika kreću se oko 175 acute 106 t što je višestrukoviše od godišnje svjetske proizvodnje dušičnih mineralnih gnojiva (30 acute 106 tgod-1) Mehanizam mikrobiološkog vezivanja dušika funkcionira uz pomoćenzima nitrogenaze a vjerojatan tok toga procesa prikazan je shemom na slici63

Proračun pokazuje kako prosječan godišnji gubitak za područje Europe iznosi705 kg N ha-1 dok se prema navedenoj bilanci ne može utvrditi izvor gubitakaod 501 kg N ha-1

Količina dušika koji je rezultat električnih pražnjenja u atmosferi pa i onog kojije unesen mineralnom ili organskom gnojidbom razmjerno je mali dio ukupnogdušika nekog tla

Slika 63 Shema fiksacije atmosferskog dušika nitrogenazom

Enzim nitrogenaza je kompleks dvaju proteina od kojih je prvi molekularne maseoko 220000-245000 kDa i sadrži željezo molibden i sumpor (2 MoFe8S6) adrugi mase 50000-70000 kDa s jednim atomom željeza Redoks potencijal je -250 do -295 mV pri čemu reducirani kompleks Fe-proteina veže 4 Mg-ATP pojednom elektronu Izvor elektrona je Krebsov ciklus pa se uz promjenukonformacije proteina elektronskog spin-rezonans signala (ERS-signal) i redokspotencijala te uz hidrolizu ATP elektron prenosi na kompleks FeMo-protein Kodbakterija iz roda Rhizobium kobalt i bakar su kofaktori procesa N-fiksacije Unedostatku kobalta ne dolazi do sinteze leghemoglobina (bakterijski pigment)

164

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

koji regulira ulazak O2 i štiti Fe-protein od oksidacije Nastali amonijak veže se uprocesu redukcijske aminacije na keto kiseline najprije na a-ketoglutarnu ioksaloctenu uz tvorbu aminokiselina Nitrogenaza je reduktaza širokog spektra imože reducirati više različitih spojeva kao što su N2 H2 C2H2 itd Energetskepotrebe za proces mikrobiološke fiksacije dušika iskazane preko utroškaugljikohidrata u disanju su

= 1 mol glukoze1 mol N2

= 257 g C g-1 N reg 35-40 ATP g-1 N2

Tablica 61 Primjer bilance dušika u tlu (europski prosjek)

n Dotok N u tlo kg N ha-1 god-1

1 Mineralna gnojidba 6002 Organska gnojidba 4003 Simbiozna fiksacija 1004 Nesimbiozna fiksacija 685 Kiša i navodnjavanje 536 Unos sjemenom (sjetva) 13

Ukupno dobitak 1234n Gubitak N iz tla kg N ha-1 god-1

1 Odnošenje žetvom 12002 Erozija 2743 Ispiranje 2614 Denitrifikacija volatizacija

Ukupni gubitak 1735

Suvremena znanost nastoji sposobnost mikroorganizama za fiksacijuatmosferskog dušika prenijeti na više biljke Tehnikama genetskog inženjeringamoguće je već danas prenijeti nif operon (nitrogen fixation operon) s jednog nadrugi mikroorganizam (npr Klebsiela pneumoniae rarr Escherichia coli Klebsiellaaerogenes Salmonela typhimurium itd) ili na mikorizne gljive (npr Azotobacterrarr Rhizopogon) Inokulacijom mikoriznih gljiva na korijen viših biljaka ostvarujese prijenos mikrobiološki vezanog dušika i na biljke koje ne pripadaju porodicileguminoza te se time može značajno smanjiti potreba za gnojidbom većegbroja biljnih vrsta

613 Nesimbiozna fiksacija dušika

Neke vrste bakterija plavozelenih algi (rodovi Chroococales Chamaestiphonalesi Hormonogales) i možda gljivica mogu uz pomoć energije oslobođeneoksidacijom organske tvari tla vezati atmosferski N2 i koristiti ga za svojepotrebe (nesimbiotski diazotrofi) Od aerobnih slobodno živućih fiksatora dušika

165

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

poznati su Azotobacter Azospirillum i Beijerinkia s više vrsta a od anaerobnihClostridium pasteurianum te fakultativno anaerobnih Klebsiella Količine dušikavezane nesimbiotskim putem su promjenjive iz više razloga npr Azotobacterne veže N2 ispod pH 5 a aktivnost mu ovisi o prisutnosti Mo K Fe i Mn u tlu uzpovoljno djelovanje dobre raspoloživosti fosfora Također povoljni uvjetipodrazumijevaju dovoljnu količinu organske tvari s određenim omjerom CNIstraživanja u Rothamsted-u (UK) pokazuju da je tako vezana masa dušika dušika13-38 kg ha-1 god-1 što prosječno iznosi 10-20 potrebe dušika za većinu usjevaPlavozelene alge kao fiksatori atmosferskog dušika imaju značaj samo uvlažnim i toplim uvjetima kao što su rižina polja gdje mogu vezati između 42 i150 kg N ha-1 godišnje

614 Simbiozna fiksacija dušika

Na korijenju leguminoznih biljaka česte su nodule koje čine nakupine kvržičnihbakterija Te protobakterije iz reda Rhizobiales (porodice Bradyrhizobiaceae iRhizobiaceae) žive u simbioznoj (asocijativnoj) zajednici i snabdijevaju biljkereduciranim dušikom a preuzimaju od nje potrebne tvari za svoj život PorodicuRhizobiaceae čine dva roda Rhizobium i Sinorhizobium koji obuhvaćaju viševrsta specifičnih za pojedine leguminozne biljke Pojedini rodovi navedenigporodica tvore nodule (kvržice) osjetljive na vanjske uvjete posebice nedostatakvlage Uništavaju ih i virusi iz grupe bakteriofaga pa se moraju unositi u tlo kodsvake sjetve najefikasnije inokuliranim sjemenom Ako u tlu postoji dovoljnakoličina raspoloživog dušika tako da su zadovoljene potrebe biljke domaćina ibakterija rast kvržica se smanjuje uz opadanje njihovog broja (tablica 62 i slika64) Pojedini sojevi razlikuju se intenzitetom simbiotske fiksacije atmosferskogdušika (tablica 63)

Tablica 62 Utjecaj N gnojidbe na aktivnost nitrogenaze te rast korijena iizdanaka soje (Marschner 1986)

NO3-N gnojidbaAktiv nitrogenaze

micromol C2H4 h-1 biljka-1 N u izdanku

ST g biljka-1

49 dana

kg ha-1 35 dana 49 dana 49 dana Biljka Nodule0 113 019 154 253 01825 226 033 182 335 02850 060 010 167 365 013

100 014 003 169 435 011

166

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 64 Odnos između intenziteta fiksacije i visine N-gnojidbe kodleguminoza (Marschner 1995)

Tablica 63 Simbiotska fiksacija N2 sojevima Rhizobiuma (kg N ha-1 god-1)

Leguminoza N kg ha-1 god-1

Lucerna 120-170 (70-200)Bijela djetelina 50-200Crvena djetelina 140-200

Grahorica 80-180Soja 60-100 (20-275)Grah 180-200

Stočni grašak 60-90Poljski grašak 155-175

615 Mineralizacija dušika u tlu

Organski ostaci biljaka i životinja u tlu podliježu procesu mineralizacije čijiintenzitet poglavito ovisi o mikrobiološkoj aktivnosti ili biogenosti tla Različiteorganske tvari ne razlažu se istim intenzitetom što ovisi o njihovim kemijskimsvojstvima uvjeta koji vladaju u tlu i prisutnosti potrebne grupemikroorganizama Razlaganje proteina je relativno usporeno jer lako gradestabilne komplekse s mineralnom frakcijom tla Proces njihovedekompozicije ovisi o prisutnosti i aktivnosti enzima peptidaza koje ih prvorazlažu do peptida a zatim do aminokiselina Stoga se taj dio procesa nazivaaminizacija i može se sažeto prikazati sljedećom formulom

2 2Organska tvar R-NH + CO + produkti razlaganja + energijareg

167

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Razlaganje proteina je brže u dobro prozračenim tlima uz dovoljno vlage iprisutnost kalcija Oslobođene aminokiseline u nedostatku raspoloživogmineralnog dušika tla usvajaju mikroorganizmi ili se proces mineralizacijenastavlja

Sljedeća faza u mineralizaciji dušika je amonifikacija Taj dio procesamineralizacije obuhvaća izdvajanje amonijaka iz oslobođenih aminokiselinatijekom dezaminizacije pod utjecajem enzima dezaminaza

2 2 3R-NH + H O NH + R-OH + energijareg

Amonifikacija je proces koji je jako ovisan o CN omjeru organske tvari koja semineralizira Najpovoljniji CN omjer je 20-25 1 odnosno organska tvar trebasadržavati 15-20 dušika da bi u amonifikaciji došlo do oslobađanjaamonijaka U suprotnom slučaju dolazi do biološke imobilizacije dušikaodnosno mikroorganizmi izdvajaju samo CO2 a oslobođeni amonijak koriste zavlastite potrebe jer organska tvar sadrži puno energije ali malo dušika Smatrase da kod omjera CN od 20-32 1 postoji ravnoteža između mobilizacije iimobilizacije kod šireg omjera od 32 1 prisutna je biološka imobilizacija a užegod 20 1 mobilizacija dušika

Prisutnost lignina u organskoj tvari malo utječe na brzinu amonifikacije dokveće količine poli- i oligosaharida (celuloze i šećera) znatno usporavajuamonifikaciju To ima praktičnu važnost kod zaoravanja žetvenih ostataka jervelika količina slame može znatno usporiti mineralizaciju dušika ali i spriječitiprerano nastajanje nitratnog oblika dušika te njegovo ispiranje prije početkavegetacije Kritična vrijednost pri kojoj mineralizacija kompenzira imobilizacijudušika za stajsko gnojivo je 20 a za gnojovku 3-4 N (što su najčešće znatnoviše vrijednosti od uobičajene koncentracije dušika u organskim gnojivima) paunošenje većih količina stajnjaka redovito izaziva prolazni dušični manjak(dušičnu depresiju)

Amonifikacija je proces osjetljiv i na nedostatak vlage u tlu a oslobođeniamonijak ovisno o potrebama mikroorganizama u dušiku može biti biološkiimobiliziran odnosno ugrađen u proteine mikroorganizama usvojen od višihbiljaka adsorbiran ili fiksiran na adsorpcijski kompleks tla ili pak podvrgnutdaljnjoj mineralizaciji U svim navedenim slučajevima ne dolazi do gubitkaamonijaka (izuzetno gubitaka može biti volatizacijom u lužnatoj sredini) Naimeamonijski ion veže se na koloidnu frakciju tla a kad je biološki imobiliziran ipakostaje u klasi lako mobilnih rezervi dušika budući da je duljina životamikroorganizama koji ga asimiliraju relativno mala Nakon razgradnje svježeunesene organske tvari u tlo mikrobiološka aktivnost pada mikroorganizmi uvećem broju ugibaju i dušik tada predstavlja vrlo povoljan oblik za ishranu bilja

Nitrifikacija je sljedeća faza u mineralizaciji dušika Oksidaciju amonijaka donitrata obavljaju nitrifikatori tla To su nefotosintetski mikroorganizmi koji u

168

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

procesu kemosinteze obavljaju sintezu ugljikohidrata iz vode i ugljik(IV)-oksidaza svoje potrebe na račun energije dobivene cijepanjem ugljikovih lanacaorganske tvari tla Proces se može sažeto predstaviti sljedećim formulama

+ +4 2 2 2

- +2 2 3

2 NH + 3 O 2 HNO + 2 H O + 2 H

2 HNO + O 2 NO + 2 H

reg

reg

Nitrifikacijske bakterije vrlo su osjetljive na vanjske uvjete pa taj dio procesamineralizacije dušika često predstavlja usko grlo mineralizacije organske tvariu tlu Naime za nitrifikaciju je potrebna dobra prozračenost tla povoljnatemperatura (optimalna je 265-320 degC ali uz široki raspon ili tzv ekološkutemperaturnu valencu 45-515 oC) povoljna vlažnost (optimalna je kod 50 popunjenosti pora vodom) pH 55-70 (kada je pH veći od 55 većina iona NH4

+

bit će oksidirana do NO3-) prisutnost kalcija i dobra opskrbljenost drugim

hranivima te povoljan omjer CN

Intenzivna nitrifikacija može utjecati na snižavanje pH tla za jednu pH jedinicu(slika 65) jer je nastala HNO3 jaka kiselina pa to može pospješiti proces ispiranjalužina s kationskog izmjenjivačkog kompleksa tla posebice tamo gdje takvaopasnost već postoji (nizak puferni kapacitet tla mala količina baza naapsorpcijskom kompleksu nizak pH tla itd) Stoga je povoljno da tlo sadržipotrebnu količinu baza za neutralizaciju nastale kiselosti prvenstveno kalcijamada Mg2+ K+ i NH4

+ mogu spriječiti promjenu pH-vrijednosti

Stabilni humus kao i organomineralni kompleksi proteina s mineralnomfrakcijom tla sporo se mineraliziraju ali kod unošenja svježe organske tvari rastemobilizacija dušika i iz takvih kemijski postojanih spojeva (poticajni ili primingefekt) Smatra se da sužavanje omjera CN na 10-12 1 ne osigurava dovoljnoenergije za potrebe metabolizma mikroorganizama pa je daljnja mineralizacijatakve organske tvari praktično zaustavljena Ovisnost procesa mineralizacijedušika od CN omjera prikazuje slika 66

Unošenjem svježe organske tvari širokog CN omjera kao što je slamakoncentracija nitrata u tlu pada Cjelokupnu količinu nastalih nitrata koristemikroorganizmi za svoje potrebe a uz to je moguće da amonijak iz prethodneamonifikacije kao i već prisutan mineralni dušik bude mikrobiološki vezanTakva situacija naziva se dušični manjak (dušična depresija) koji može izazvatiprolazni nedostatak dušika u ishrani bilja Stoga je potrebno izbjegavatizaoravanje svježe organske tvari neposredno prije sjetve ili pak zajedno s njomunijeti u tlo potrebnu količinu dušika za poticanje mineralizacije kako bi se CNomjer doveo na potrebnu razinu (slika 66)

169

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 65 Povezanost mikrobiološke oksidacije amonijaka nastankanitrata i pH-vrijednosti tla (Mengel and Kirkby 1978)

Slika 66 Promjena CN omjera i koncentracije nitrata kod razgradnjebiljnih ostataka u tlu (Rajković 1981)

170

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Potrebna količina dušika za mineralizaciju žetvenih ostataka različita je zapojedine usjeve jer koncentracija N u njima jako varira (tablica 64) Primjericeza pšeničnu slamu izračunava se na sljedeći način

100 kg slame sadrži približno 40 kg ugljika i 05 kg dušika U procesumineralizacije iz slame mikroorganizmi asimiliraju oko 35 C pri čemu je njihovapotreba za N oko 12 na usvojenu količinu ugljika Proračunom dušičnogfaktora kojim se množi količina žetvenih ostataka procjenjuje se potrebnakoličina dušika za mineralizaciju

a) 40 kg C acute 035 = 14 kg C100 kg slame (uzmu mikroorganizmi)b) (14 kg C acute 12 N) 100 = 168 kg N (potreba mikroorganizama)c) 168 - 05 (kg N) = 118 (dušični faktor)d) 5 t ha-1 slame acute 10 acute 128 = 59 kg Nha (N za mineralizaciju)

Kako je samo mali dio dušika tla u mineralnom obliku a cjelokupne njegoverezerve su organske za očekivati je da postoji pozitivna korelacija izmeđuukupnog dušika tla i intenziteta mineralizacije odnosno njegove raspoloživosti

Količine dušika koje se mineraliziraju u nekom tlu tijekom godine mogu bitiznačajne s aspekta ishrane bilja u povoljnim uvjetima i do 1 kg ha-1 dan-1

Tablica 64 Prosječan sadržaj N u žetvenim ostacima (kg t-1)

Žetveni ostaci N kg t-1 Žetveni ostaci N kg t-1

Pšenica ozima 50 Šećerna repa 45Pšenica jara 30 Soja 120Pšenica durum 35 Suncokret 120Triticale 45 Uljana repica 80Raž 35 Krumpir 35Kukuruz 75 Grah 135Kukuruz sjemenski 70 Grašak stočni 250Kukuruz silažni 85 Lucerna 200Ječam ozimi 40 Djetelina 250Ječam jari 37 Duhan Virginia i Burley 50Ječam pivarski 35 DT smjesa 225Zob ozima 40 Rauola (siderat) 105Zob jara 45

Mineralizirajuća sposobnost tla može se utvrditi laboratorijskim metodamainkubacije U takvim određivanjima imitiraju se prirodni uvjeti odnosno obavljase anaerobna inkubacija uzoraka tla (bez prisutnosti kisika) za utvrđivanjeintenziteta amonifikacije a u aerobnim uvjetima (prisutnost kisika) zaodređivanje intenziteta nitrifikacije Ispitivanjima Fallera i dr metodom aerobneinkubacije od 14 dana gotovo 1000 uzoraka različitih tipova tala Baranjeutvrđena je prosječna mineralizacija od 448 ppm N ili oko 130 kg N ha-1 pri

171

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

čemu nije utvrđena pouzdana korelacija između sadržaja humusa i intenzitetamineralizacije Stoga predviđanje mineralizacije dušika često ne daje dobrerezultate u procjeni sposobnosti tla kao izvora mineralnog dušika upravo zbogvelikog broja čimbenika koji utječu na rad mikroorganizama U navedenomslučaju u idealnim laboratorijskim uvjetima ispitivana su tla pod vrlointenzivnim načinom korištenja i s izraženim sadržajem rezidualnog dušika pa sečini kako mikroorganizmi njime zadovoljavaju najveći dio svojih potreba Ipak usuvremenoj poljoprivredi postoji veliki broj pokušaja da se intenzitetmineralizacije kvantitativno procijeni kako bi se primijenila adekvatna količina NNaime suvišna (luksuzna) primjena N-gnojiva je zbog lake pokretljivosti nitrataekološki neprihvatljiva podjednako za organska i mineralna N-gnojiva Za dobruprocjenu potencijala N-mineralizacije koriste se vrlo složeni proračuni ali zaorijentaciju mogu poslužiti i jednostavni npr

t 0 NtN = N 1 - exp(-k )

Nt je iznos mineralizacije N-NH4 i N-NO3 u vremenu t (tjedni) N0 je nemineralizirani diodušika (g g-1 tla) a kN je temperaturno ovisna konstanta 308 acute 10-4(Q10

01T) odnosno Q =2 pa je kN = 308 acute 10-4(201T)

Utjecaj potencijala vlažnosti tla (Y) na konstantu kN može se opisati sljedećimizrazom

( )

( )N

N -10

ln -Ψk = 14 -k 57

gdje je kN(-10) potencijal vlažnosti kod poljskog kapaciteta tla za vodu (-10 J kg-1) acute (J kg-1 =103 Pa = 10-2 bar)

Prema gornjim izrazima za područje istočne Hrvatske može se očekivatiprosječno ~ 50 kg N ha-1 mjesečno na humoznim tlima koja sadrže 02 ukupnog dušika kod temperature tla od 15 degC (ljetni mjeseci) punog poljskogvodnog kapaciteta i masu oraničnog sloja od 3 acute 106 kg ha-1 Međutim vlaga tla isadržaj ukupnog dušika su rijetko tako povoljni pa kad se uzme prosječna tenzijavlažnosti tla od 75 bara (KN = -750 kPa = 0239) i koncentracija Nukupni = 01 mineralizacija pada na manje od 6 kg N ha-1 mjesec-1 kod temperature tla od 15degC Stoga bi za cijelu godinu u realnim uvjetima odnosno kod tenzije vlažnostiod 75 bara Nukupni = 01 i prosječne temperature tla od 10 degC ukupnamineralizacija iznosila oko 53 kg N ha-1 god-1 što se može smatrati približnomprocjenom kapaciteta mineralizacije za šire područje Osijeka

Proračun potencijala N-mineralizacije odnosno količina mineralnog dušika kojase može očekivati iz prirodnih rezervi i žetvenih ostataka može se procjenjivatina više različitih načina od kojih je za područje istočne Hrvatske jedinoprilagođen (i znatno modificiran) PAPRAN model (Vukadinović 2009httpishranabiljacomhr)

172

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 65 Proračun potencijala N-mineralizacije (Vukadinović 2009)

Unos podatakaAgroekološka zona 2 651-700 mmpH-KCl 575Humus 200AL-P2O5 mg100 g 200AL-K2O mg100 g 200Teksturna klasa 3 IlovastoKIK meqv100g 18 (humus = 50 glina = 130)Biogenost 2 osrednjaPredusjev 01 pšenica ozimaPrinos (merkantilni) predusjeva tha 50Žetv ostaci tha 30Stajnjak 00 Bez organskog gnojaGod od prim stajnjaka 1Rezultatif-pH 0845NPK u žet ost kgha 150 60 300NPK u gnoju kgha 0 0 0potenc min N kgha 1268frakcija N u akt humus 0089N-org u akt humusu kgha 74693CP omjer u žet ost 18125CN omjer u žet ost 1160f-min za CN omjer 0310f-min za CP omjer 1067f-min CNP 0310temp fakt mineralizacije žo 0369agroek inten miner žo 000778rata min kghadan 009859rata min N kghagod 3599min akt humusa kghadan 009642min akt humusgod 3519Ukup godišnja rata N mineralizacije 5358 kg Nha

(sivo označena polja sadrže unaprijed postavljene vrijednosti)

Program uzima u obzir pool svježeg organskog N (ostaci usjeva i biomasa) istabilni organski N pool (humus) Mineralizacija organske tvari u tlu određuje seu kg ha-1 dan za vegetaciju pojedinog usjeva u oraničnom i podoraničnom slojutemeljom konstante razlaganja svježe zaorane organske tvari (funkcija CNPodnosno CN CP vrste i količine biljnih ostataka pH temperature i vode u tlu)količine humusa te vrste organskog gnoja Promjena humusa je proporcionalnasadržaju aktivnog N u njemu različito za oranični i podoranični sloj Stoga N-bilanca uključuje proračun mineralizacije aktivnog N-organskog poola humusa

173

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ratu mineralizacije žetvenih ostataka eventualno korištenog organskog gnoja irezidualni N (tablica 65) Program se pokazao vrlo korisnim u proračunupotrebe za N-gnojidbom i sastavni je dio ALR kalkulatora proračuna gnojidbe

616 Gubici dušika iz tla

Mineralni dušik tla zbog svoje brze transformacije do nitrata (koji se nesorbiraju na koloide tla i zapravo pokazuju negativnu sorpciju) lako može bitipodvrgnut ispiranju iz tla U uvjetima velike vlažnosti i descedentnog kretanjavode nitrati se premještaju zajedno s vodom (kretanje mase = konvekcija = massflow) i dospijevaju u podzemne tokove onečišćujući okoliš a tada su i trajnoizgubljeni za ishranu bilja Ostali načini gubitka dušika iz tla manje su značajniDvogodišnja ispitivanja Šestića i sur o ispiranju nitrata u Osijeku pokazala su dase iz smeđeg eutričnog tla kod 662 mm god-1 padalina ispere 294 kg N-NO3 ha-1 i58 kg N-NH4 ha-1 dok je istovremeno uz veću količinu padalina i na lakšim tlimaispiranje bilo više od 50 kg N ha-1

Mineralni dušik može se gubiti iz tla volatizacijom kao amonijak u plinovitomobliku Ta pojava zapaža se već kod pH gt 6 a porastom lužnatosti i sušenjem tlasve je izraženija

4 3 4 2 3 22 NH Cl + CaCO (NH ) CO + CaClreg

Nastali amonijevi karbonati nisu stabilni lako se raspadaju a plinoviti amonijakiz lužnatog tla lako prelazi u atmosferu

4 2 3 3 2 2+ -4 2 3 2

(NH ) CO 2 NH + CO + H O a u lužnatim tlima i

NH + H O + OH NH + H O (gubitak N iz vodene faze tla)

reg

reg

Veći gubici volatizacijom nastaju kod primjene anhidriranog amonijaka unedovoljno vlažnom i lužnatom tlu ili kod plitkog i nepravilnog unošenja (lošezatvaranje tla nakon prolaska aplikatora)

Uzrok negativne bilance dušika u tlu može biti i pojava denitrifikacije To jekemijski ili mikrobiološki proces koji kod pH le 5 uvjetuje redukciju nitrata domolekularnog dušika koji se u plinovitom obliku gubi iz tla Proces denitrifikacijemože u uvjetima niskog pH slabe prozračenosti tla velike vlažnosti općenito uredukcijskim uvjetima biti vrlo brz premda ima i suprotnih mišljenja Gubitakdušika u procesu denitrifikacije može se predstaviti na sljedeći način

174

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

+

2

+ 2H

N +- 2 H O+ 4H + 4 H + 2 H22H N O 2 H N O H N O3 2 2 2 2

- 2 H O-2 H O - 2 H O N O 22 2 2- 2 H O2

eacuteecirc regecircecirc

regreg reg ecircecirc

regecircecircecirceuml

b

Mogući su gubici dušika kod niske pH reakcije tla procesima kemodenitrifikacijekad u mikrobiološkoj denitrifikaciji nastaje slobodna dušikasta (nitritna) kiselina

3 3 2 23

3 HNO 2 NO + HNO + H O + O2

reg

Nastali NO je plinovit i lako isparava ali se pretpostavlja da u tlu ipak dolazi i donjegove brze oksidacije na sljedeći način

2 2

2 2 3

2 2 3 2

2 NO + O 2 NO3 NO + H O 2 HNO + NO2 NO + H O HNO + HNO

regregreg

Kemijska svojstva mineralnih oblika dušika određuju njihovo ponašanje idinamiku u tlu Dok nitratni dušik kao anion pokazuje sklonost negativnesorpcije (niža koncentracija u hidratacijskom omotaču koloidnih micela tla) i nefiksira se (izuzev mikrobiološki) amonijak kao kation veže se na adsorpcijskikompleks tla pa je čak moguća i njegova fizička fiksacija u međulamelarneprostore vermikulita i ilita Kapacitet fiksacije amonijaka nekog tla određen jedakle prisutnošću fiksirajućih glinenih minerala Značajan utjecaj na intenzitetfiksacije pokazuju prisutni kationi u vodenoj fazi tla Fiksaciju povećavaju Ca2+Mg2+ i Na+ a smanjuju H+ K+ Ba2+ i Li+ Proces fiksacije amonijevog ionaanalogan je fiksaciji kalija u tlu (vidi detalje kod kalija) pa veća prisutnost ilita ivermikulita intenzivira fizičku fiksaciju amonijskog dušika u tlu

617 Dušik u biljkama

Suha tvar biljaka sadrži u prosjeku između 2 i 5 dušika što je u odnosu naugljik zapravo vrlo mala količina Ipak biljke su veliki sakupljači dušika ugrađujuga tijekom čitave vegetacije u organsku tvar obavljajući transformacijumineralne u organsku formu stoga je raspoloživost dušika zbog velike potrebeza njim nedovoljne mobilizacije iz organskih rezervi velike pokretljivostinitratnog oblika i gubitaka vrlo često ograničavajući čimbenik rasta i prinosa

Dušik se pretežito usvaja kao NO3- i NH4

+ ion u povoljnim uvjetima vjerojatnoviše od 90 u nitratnom obliku (slika 67) ali samo kad je proces nitrifikacije u

175

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

tlu moguć ili je primijenjeno mineralno gnojivo koje sadrži nitrate Usvajanje obaoblika je aktivan metabolitički proces nasuprot elektrokemijskom gradijentuBitno je naglasiti da je oko 70 korijenom usvojenih svih kationa i aniona uformi NO3

- ili NH4+ iona i ta činjenica najjače utječe na omjer usvajanja

kationaaniona svih drugih elemenata ishrane

Kod zaustavljanja disanja korijena inhibitorima ili snižavanjem temperatureintenzitet usvajanja dušika se smanjuje što ukazuje na aktivan način usvajanjadušika Ipak usvajanje dušika posebice nitrata vrlo je brz proces Krivuljausvajanja pokazuje tipičan vremenski prirast po eksponencijalnoj ovisnosti doodređene veličine iza čega slijedi linearno usvajanje što je karakteristično zaindukciju transportnog sustava Kod viših pH-vrijednosti (pH ge 7) biljkepreferiraju amonijski oblik dušika a kod nižih (pH lt 6) nitratni

Slika 67 Shema usvajanja N-NO3 (Crawford et al 2000)

U prisutnosti oba oblika mineralnog dušika u tlu ioni NH4+ kompetitivno

inhibiraju usvajanje nitrata što je značajno za praksu jer se kod nas najčešćekoriste amonijsko-nitratna dušična gnojiva a vrlo rijetko isključivo nitratnagnojiva (npr NaNO3 ili Ca(NO3)2) Također se zapaža kod nekih biljaka jakantagonizam između iona NO3

- i Cl- što također ima praktičan značaj jer jeprimjena kalijskih gnojiva često količinski jednaka primjeni dušičnih kod nekihusjeva (npr repa) i veća a najčešće se koristi KCl vrlo rijetko skuplji K2SO4 aizuzetno rijetko KNO3

Oisno o obliku dušika koji se usvaja dolazi do određenih promjena umetabolizmu Usvajanjem nitrata proces ugradnje dušika u organsku tvar nemora odmah započeti jer se nitratni oblik dušika (NO3-N) kod dobre N-opskrbeakumulira u pojedinim organima posebice lišću i peteljkama a biljka ga koristinakon redukcije u procesu sinteze proteina Redukcija nitrata kod biljakanarušava ionsku bilancu jer se javlja višak kationa naročito K+ Ca2+ i Mg2+ te jezbog kompenzacije viška lužnatosti stimulirana sinteza organskih kiselina

176

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

posebice oksaloctene i jabučne Suprotno tome kod usvajanja amonijaka koji jeu većim koncentracijama otrovan za biljke dolazi do njegove brze ugradnje štoizaziva manjak kationa i višak aniona najčešće Cl- uz razgradnju ugljikohidratado organskih kiselina (u Krebsovom ciklusu) Utjecaj opskrbljivanja biljakarazličitim oblicima dušika na putove njegove ugradnje povezano s rastombiljaka shematski pojednostavljeno prikazuje slika 68

Slika 68 Mehanizam usvajanja dušika (Marschner 1995)

Usvajanje većih količina amonijskog oblika dušika može biti štetno naročito kodmladih biljaka jer zahtijeva znatan utrošak ugljikohidrata zbog potrebne tvorbeketokiselina koje vežu usvojeni amonijačni oblik dušika Mogućnost akumulacijenitrata za biljke je vrlo povoljna jer se njihova redukcija i ugradnja obavljaju kadje to fiziološki potrebno Ipak preveliko nagomilavanje nitrata također nijedobro za biljke jer njegovom naknadnom i brzom redukcijom dolazi dointenziviranja procesa disanja razgradnje rezervnih ugljikohidrata i pojačanesinteze proteina Posljedice su produljenje vegetacije formiranje prevelikekoličine lišća na štetu priroda povećan sadržaj topljivih oblika dušika(aminokiselina i amida) što kod nekih biljnih vrsta (npr šećerna repa) štetnoutječe na kakvoću (tablica 66 i slika 69)

Povećani sadržaj nitrata u biljkama može biti posljedica suše (povećanakoncentracija u vodenoj fazi tla) visoke temperature (zbog povećaneevapotranspiracije i usvajanja nitrata) zasjenjenosti biljaka u gustom usjevu ilioblačnog vremena (zbog reducirane sinteze bjelančevina) nedostatka fosfora

177

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kalija ili kalcija te najčešće pretjerane uporabe N-gnojiva (posebice nakonsmanjenog prinosa prethodnog usjeva nakon uzgoja leguminoza i sl)

Tablica 66 Utjecaj rastuće doze N na porast šećerne repe i njenutehnološku kakvoću - pješčana kultura (Vukadinović Bertić1976)

Pokazatelj Količina N u hranljivoj otopinifrac14 N 12 N N 2 N 4 N

Cijela biljka (g) 9644 27956 57711 74800 75544Korijen (g) 5644 16667 34700 39778 37089List i glava (g) 4000 11289 23011 35022 40455Digestija () 1280 1640 1650 1610 1280ST soka () 8767 8865 8684 8214 7485Šećer (gbiljka) 722 2733 5726 6404 4747

Slika 69 Utjecaj koncentracije nitrata u peteljkama na biološki prinosšećera u korijenu šećerne repe (Vukadinović 1981)

Redukciju nitrata u biljci reguliraju nitratna i nitritna reduktaza i proces se možeodvijati u korijenu ili u zelenim dijelovima biljaka Proces nitratne redukcijemože se predstaviti sažeto na sljedeći način

178

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

NO3- + NADH + H+ rarr NO2

- + NAD+ + H2O

3 H2O + 6 Fd(Fe3+) + hn rarr 15 O2 + 6 H+ + 6 Fd(Fe2+)

NO2- + 6 Fd(Fe2+) + 8 H+ rarr NH4

+ + 6 Fd(Fe3+) + 2 H2O

NO3- + 8 e- + 10 H+ rarr NH4

+ + 3 H2O

(Fd = feredoksin NAD+=nikotin-amid-dinukleotid oksidirani oblik oksidansNADH=reducirani oblik reducens)

Prvi stupanj redukcije do nitrita obavlja nitratna reduktaza (NRaza) u citoplazmia drugi dio nitritna reduktaza (NiRaza) u kloroplastima Nitratna reduktaza jeadaptivni enzim i za njegovu sintezu potrebna je prisutnost nitrata Sadrži FADMo i aktivnu skupinu -SH Donor elektrona u procesu nitratne redukcije je NADHkoji potječe iz procesa glikolize Kod redukcije nitrata u korijenu egzistiranefotokemijski sustav Proces nitratne redukcije je usko grlo čitavog procesaredukcije nitrata u biljci dok se drugi dio procesa koji obavlja nitritna reduktazaodvija vrlo brzo u kloroplastima (sl 610)

Slika 610 Mehanizam nitratne redukcije u biljkama (Marschner 1995)

Redukcija nitrita odvija se na vanjskoj strani tilakoidnih membrana i donorelektrona je feredoksin iz fotosustava 1 (PS I) Stoga je za taj dio procesa važanintenzitet i kakvoća svjetla odnosno dovoljan intenzitet fotosinteze dok senakupljanje nitrata suprotno tome odvija pretežito u mraku

Proces nitratne redukcije zahtijeva visok utrošak energije jer se redukcija odnitrata do amonijaka odvija uz promjenu oksidacijskog broja dušika od +5 do -3Potrebno je i prisutnost molibdena koji je sastavni dio NRaze Mn za fotosustav2 (PS II) i fotooksidaciju vode u njemu (što je važno i za sintezu NADH) Dobraishranjenost kalijem potpomaže sintezu NRaze pa se često smatra kako je kalijkofaktor u procesu redukcije dušika Istraživanja pokazuju da kalij u tom procesumože djelomično biti zamijenjen rubidijem ali samo do 50 potrebe

Intenzitet nitratne redukcije najveći je u mladom lišću pa ono sadrži i najvećekoličine dušika prema ostalim vegetativnim organima biljaka Nakupljanjenitrata u lišću ili peteljkama može se iskoristiti za procjenu N statusa biljaka

179

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

posebice kod vrsta kao što je šećerna repa gdje višak reduciranog dušika nakraju vegetacije može izazvati ekspanziju formiranja novog lišća(retrovegetacija) uz pad koncentracije saharoze i pogoršanje tehnološkihsvojstava korijena U tablici 67 prikazana je promjena koncentracije nitratnogdušika u peteljkama lišća šećerne repe i odnos prema akumulaciji saharoze(kontrolirani uvjeti) Također mjerenje intenziteta nitratne redukcije u svrhuprognoze prinosa i utvrđivanja potrebe za prihranom sve se više koristi kodrazličitih biljnih vrsta a ne samo kod šećerne repe

Tablica 67 Povezanost akumulacije saharoze i koncentracija NO3-N upeteljkama šećerne repe (Vukadinović i sur 1983)

Dani vegetacije NO3-N ppm Saharoza g repa-1

80 3697 3494 2947 238

107 2530 398138 721 829155 341 1036

Slika 611 Utjecaj porasta doze N na rast korijena i nadzemnog dijelabiljaka

Opskrbljenost biljaka potrebnim količinama dušika ima izuzetan značaj u tvorbiprinosa i njegove kakvoće Dušik je izraziti prinosotvorni element a njegovspecifičan utjecaj na rast izdanaka i korijenja ilustrira slika 611 Suvišak dušikana početku vegetacije može biti vrlo štetan jer se biljke tada plitko ukorjenjuju ato u kasnijim fazama rasta posebice u sušnim uvjetima može izazvati znatneprobleme u opskrbljivanju biljaka svim drugim hranivima i vodom Takođerrazličite biljne vrste kultivari ili hibridi različito reagiraju na ishranu dušikom(slika 612) što se označava kao genetska specifičnost mineralne ishrane bilja

180

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Nedostatak raspoloživog dušika ima vrlo ozbiljne posljedice Biljke formirajumanju asimilacijsku površinu lišće je kraće uže i blijedozeleno zbog manjegsadržaja klorofila što uzrokuje niži intenzitet fotosinteze te biljke brže stare iprinos je smanjen Žita slabo busaju imaju sitan klas i šturo zrno Šećerna repaima smanjenu asimilacijsku površinu korijen je mali uz višu koncentracijusaharoze ali je ukupna količina šećera manja jer je prinos korijena znatno niži

Slika 612 Usvajanje nitrata ovisno o sorti pšenice i konc nitrata u tlu

Suvišak dušika rezultira intenzivnim porastom vegetacijskih organa uzmodrozelenu boju lišća te luksuzna ishrana dušikom ima više negativnihposljedica npr strna žita jače busaju stvaraju preveliku masu lišća pa uslijedslabog mehaničkog tkiva i velike mase lako poliježu uz kasnije sazrijevanjeOpćenito biljke postaju neotporne na bolesti štetočine niske temperature isušu dok su npr šećerna repa i pivarski ječam osjetno slabije kakvoćePrimjenom većih doza dušika od potrebnih opada prinos lošija je kakvoćaproizvoda (slika 613) a na lakim i propusnim tlima dolazi do ispiranja nitrata ionečišćavanja podzemnih voda

Slika 613 Utjecaj visokih doza dušika na prinos i kakvoću proizvoda(Scharpf et al 1986)

181

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

62 SUMPOR

Sumpor je rasprostranjen kemijski element u prirodi U tlu potječe iz matičnihstijena gdje se nalazi najviše u obliku sulfida i prilikom njihovog raspadanjaoslobađa se i brzo oksidira Oksidaciju obavljaju sumporne bakterije od kojih sunajznačajnije Thiobacillus thioxidans Beggiatoa Thiothrix i dr Energijuoslobođenu prilikom oksidacije sulfida do H2SO4 mikroorganizmi koriste uprocesu kemosinteze za asimilaciju ugljikova(IV) oksida

2 2 2

2 2 2 4

2 H S + O 2 H O + 2 S + 51079 kJ2 S + 3 O + 2 H O 2 H SO + 118068 kJ

regreg

U odsutnosti CO2 oslobođenu energiju mikroorganizmi akumuliraju u oblikuATP-a na što ukazuje pad koncentracije mineralnih oblika fosfora u supstratimaishrane Thiobacillus je prilagođen djelovanju u vrlo kiseloj sredini (pH 2-3) gdjenastala sulfatna kiselina lako otapa sekundarne i tercijarne fosfate ali su to ipakmale količine fosfata bez većeg značaja u ishrani bilja

U suvremenoj industrijskoj eri sumpor se akumulira u tlu i taloženjem izatmosfere gdje se nalazi u vidu SO2 ili H2S Procjenjuje se da godišnja imisijasumpordioksida u atmosferu iznosi oko 3 acute 108 t ili 10-40 kg S ha-1 U područjimas jakom industrijom koja energiju dobiva sagorijevanjem fosilnih goriva (uglja inafte) u tlo može dospjeti i do 200 kg S ha-1 godišnje Na obogaćivanje tlasumporom djeluje mineralna gnojidba ((NH4)2SO4 Ca(H2PO4)2 acute H2O + CaSO4K2SO4 i dr) kao i sredstva za zaštitu bilja koja ga sadrže Ciklus sumpora u prirodiprikazuje slika 614

Slika 614 Ciklus sumpora u prirodi (Mengel and Kirkby 1978)

182

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

621 Sumpor u tlu

U tlu se sumpor nalazi u organskom i anorganskom obliku Tla umjerenogklimata imaju ukupan sadržaj sumpora 005-04 permil U ocjeditim i prozračnimtlima najveći dio sumpora nalazi se u organskoj tvari (60-90 ukupnog S tla)Manji dio anorganskog sumpora može se nalaziti u kiselim uvjetima (pH ispod55 slika 615) vezan na adsorpcijski kompleks dok je najveći dio u oblikutopljivih ili netopljivih soli

Slika 615 Sorpcija i desorpcija S na koloide tla ovisno o pH

Sulfatni anion lako je pokretljiv u tlu što predstavlja realnu opasnost za ispiranjesumpora iz tla te se u područjima s velikom količinom oborina može isprati višeod 100 kg S ha-1 godišnje Gubitak sumpora iz tla može biti i volatizacijom uredukcijskim uvjetima u obliku H2S Treba naglasiti kako na području Hrvatskenije utvrđen manjak sumpora u tlu iako je bilo sumnji i ispitivanja u nekimkrajevima dok npr u SAD-u na 10 obradivih površina sumpora nema dovoljnou tlu

Nedostatak sumpora može se javiti na karbonatnim tlima bogatim željezom ihumusom slabo podložnom mineralizaciji ali i u tlima siromašnim humusomGlavni izvor nadoknade sumpora u tlu su ipak sulfati iz mineralnih gnojiva ali iatmosfera Oko 150 do 200 milijuna tona sumpora godišnje dospije u atmosferuvulkanskim erupcijama prirodnim procesima iz oceana i močvara kao i izindustrijskih objekata

Suvišak sumpora u tlu je nepoželjan jer dovodi do zakiseljavanja za koje sesmatra da uzrokuje izumiranje šuma u mnogim krajevima Europe a takvepojave sve su više prisutne i kod nas npr u Gorskom kotaru i drugdje

U tlu je omjer između ugljika dušika i sumpora približno 125 10 12 Omjerizmeđu fosfora i sumpora mijenja se ovisno o dubini profila s promjenomsadržaja organske tvari u tlu koja je osnovni izvor raspoloživog sumpora u tlu

183

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

622 Sumpor u biljkama

Biljke usvajaju sumpor pretežito kao anion SO42- i u tom obliku nalazi se u

protoplazmi biljaka kao mineralna rezerva Ipak kod ugradnje u organsku tvarpotrebna je redukcija sumpora jednako kao kod dušika Međutim sumpor selako usvaja i iz atmosfere u obliku SO2 kako to pokazuju istraživanja Fallera(1972) (tablica 68) koji se također prije ugradnje u organsku tvar morareducirati Najviše sumpora zahtijevaju kupus cvjetača i luk Njihovi zahtjevimogu iznositi do 45 kg S ha-1

Tablica 68 Produkcija suhe tvari kod duhana nakon izlaganja izdanaka SO2a korijena ishrani SO4

2- ( Faller 1972)

Biljnidio

Suha tvar (mgbiljka) Sadržaj S (mg S g-1 ST)Bez S SO2 SO4

2- Bez S SO2 SO42-

List 08 20 20 15 114 74Korijen 04 06 06 19 19 49

(biljke su izlagane 3 tjedna 15 mg SO2 m-3 a korijen je držan u otopini koncentracije 80mg SO4

2- dm-3)

Slika 616 Usvajanje i ugradnja sumpora u organsku tvar

Mehanizam usvajanja sumpora shematski pokazuje slika 616 ali još uvijek imadvojbi o detaljima tog mehanizma Prema starijim shvaćanjima usvajanjesumpora započinje transportom sumpora uz pomoć sulfattransferaze odnosnovezanjem SO4

2- na pirofosforilnu skupinu ATP-a te formiranjem APS (adenozinfosforilsulfat) uz pomoć enzima ATP-sulforilaze U obliku tog kompleksa sumporse usvaja i kao aktivirana molekula (fosfoadenozinfosfat = PAP) u biljci reducira

184

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

do -SH skupine koju prihvaća acetilserin a kompleks prenositelj-SH se regeneriraza novo unošenje sulfatnog aniona Acetilserin se raspada na cistein i octenukiselinu pa je stoga cistein primarni proizvod usvajanja sumpora Međutimnovija istraživanja pokazuju kako se sulfati usvajaju i olakšanom difuzijom uobliku kompleksa s permeazama koje se nalaze u plazmalemi ili na njezinojpovršini

Koncentracija sumpora u biljkama je između 01 i 05 dok je omjer SN uproteinima 130-40 Sumporom su bogati biljni dijelovi koji sadrže punoproteina posebice biljke iz porodice Cruciferae koje ga sadrže do dva puta višeod fosfora kao i Leguminosae Koncentracija sumpora u lišću kod većine biljnihvrsta nešto je manja od fosfora U mladim biljnim dijelovima sumpor se nalazipretežito u organskom reduciranom obliku (~ 90 u formi tripeptidaglutationa) a u starijim dijelovima ili u mirovanju biljaka pretežito je oksidiranpa se rezerve sulfata u biljci uspješno koriste za procjenu opskrbljenostisumporom Za razliku od dušika sumpor se nakon hidrolize spojeva koji sadržereducirane oblike lako oksidira do sulfata (dok se ion NH4

+ ne može oksidirati uvišim biljkama do NO3

-)

Fiziološka je funkcija sumpora vrlo značajna jer je konstituent mnogih vitalnihspojeva a zbog veće koncentracije sulfata ima i opće ionsko djelovanje kaovažan elektrolit protoplazme Redukcija sumpora u biljkama je još uvijeknedovoljno poznat proces koji se odvija u kloroplastima te od šestovalentnogsumpora (sulfati) do dvovalentnog -SH oblika potrebnog za ugradnju uaminokiseline odvija se brzo i bez međuprodukata

Slika 617 Struktura vitamina B1 i H

U biljkama sumpor gradi estere sumporne kiseline (R-SO3H) koji su neophodni zasintezu cisteinske kiseline Aminokiseline sa sumporom cistein (R-SH) metionin(R-S-R) i cistin (R-S-S-R) sadrže oko 50 sumpora u biljkama Sumpor sudjeluje u

185

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

građi mnogih enzima (proteaze ureaze i dr) sekundarnih biljnih tvari kao što susenfna ulja glukozidi (sinigrin rafain alin itd) Osim toga sadrže ga vitaminibiotin (vitamin H) i tiamin (vitamin B1)(slika 617) zatim različiti antibiotici itdSastavni je dio lipoidne kiseline kao koenzima u oksidativnoj dekarboksilaciji a-ketokiselina i koenzima CoA-SH važnog u metabolizmu masti

Proteini sadrže sumpor kao konstitucijski element a enzimi i koenzimi kaokatalitički centar Sumpor sudjeluje i u održavanju oksido-redukcijskih procesadjeluje na inicijalizaciju diobe stanica sudjeluje u mehanizmu transportaelektrona itd U proteinima disulfidne veze stabiliziraju proteinsku strukturu iodređuju konformaciju značajnu za djelovanje enzima Oksidacijom dvijumolekula cisteina nastaje cistin koji se u redukcijskim uvjetima razlaže pri čemudolazi do otpuštanja ili primanja vodika Analogan redoks sustav posjedujedipeptid glutation (slika 618)

Sumpor ima značajnu ulogu u održavanju ionske ravnoteže u protoplazmi ipreko toga na stanje biokoloida jer je sastavni dio sulfolipida biomembranaUpravo iz tih razloga kod usvajanja velikih količina N-NH4 biljke zahtijevajuadekvatnu količinu sulfata ili fosfata Sulfatni ion smanjuje hidrataciju koloidaprotoplazme nasuprot jednovalentnim anionima (Cl- NO3

- i dr) Smatra se dasumpor ima i ulogu u otpornosti biljaka prema niskim temperaturama i sušiOksidacijom -SH skupina nastaju disulfidni mostovi (-S-S-) uz promjenukonformacije proteina što također ima veliki značaj u kakvoći brašna Pucanjemdisulfidnih mostova lijepak brašna manje bubri manje je topljiv itd

Slika 618 Struktura dipeptida glutationa

623 Nedostatak i suvišak sumpora

Manjak raspoloživog sumpora vrlo je rijedak posebice u industrijskim zonamagdje veći dio potreba za sumporom biljke mogu podmiriti iz atmosferePrelaskom na visoko koncentrirana kompleksna gnojiva (bez ili s vrlo malopunila odnosno balasta) sumpor se sve manje unosi u tlo gnojidbom pa se uintenzivnoj proizvodnji može dogoditi da ga nema u potrebnim količinama za

186

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

postizanje visokih prinosa Simptom nedostatka sumpora sličan je deficitudušika ali se kloroza zapaža prvo na mlađem lišću (za razliku od dušika gdje senedostatak zapaža prvo na starijem) Kloroza se javlja prvo u blizini lisnih neravadok kod uljane repice i šećerne repe lišće može dobiti ljubičastu nijansu zbogpovećane sinteze antocijanina Često se zapažaju i morfološke promjene unedostatku sumpora kao što su kraća stabljika te deblji uži i kraći listovi Kodbiljaka iz porodice krstašica i lisne žile su kraće što dovodi do uvijanja lišća

Suvišak sumpora u prirodi je rijetka pojava ali se sve češće događa u bliziniindustrijskih zona s velikom imisijom SO2 u atmosferu Smatra se da jekoncentracija od 1 do 15 mg SO2 m-3 opasna za živi svijet U izrazitoredukcijskim uvjetima može doći do nagomilavanja H2S uz pojavu gubitakasumpora volatizacijom Pojava suviška S često se zapaža na rižinim poljima imanifestira simptomom bruzone pri čemu biljke dobiju mrku boju donjegdijela stabla Kod suviška sulfata u tlu lišće ima po ivicama i u međunervnimpovršinama mrke pjege uz ranije sazrijevanje plodova

63 FOSFOR

Fosfor je nemetal koji se u prirodi tlu i biljkama javlja u peterovalentnom oblikuUlazi u sastav značajnih organskih spojeva kao što su nukleoproteidi fosfolipidienzimi i mnogih drugih posebice spojeva koji povezuju u metabolizmuendergone i egzergone reakcije Ciklus fosfora sastoji se od razgradnje fosfornihspojeva u tlu njihovog usvajanja biljkama i ponovnog nastanka minerala tlaPoznato je čak oko 170 minerala koji sadrže fosfor a rasijani su po svimmagmatskim stijenama

631 Fosfor u tlu

Fosfor u tlu potječe iz procesa razgradnje matičnih stijena najviše apatitaSadržaj mu je u litosferi vrlo promjenjiv (002-015 ) jer ulazi u sastav velikogbroja različito topljivih minerala ali se nalazi i vezan u organskoj tvari tla Većinapoljoprivrednih tala sadrže između 40 i 80 anorganski vezanog i 20-60 organski vezanog fosfora Oba oblika dijele se u više grupa koje obuhvaćajuprilično raznolike spojeve fosfora Podjela se temelji na topljivosti tih spojeva urazličitim otapalima a ekstraktibilnost fosfora iz tla pokazuje tablica 69

Neorganski oblici obuhvaćaju niz kemijski raznoliko topljivih stoga i biljkamarazličito raspoloživih fosfornih spojeva

187

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

a) Vodotopljivi fosfati su najmanje zastupljena frakcija fosfora u tlu U vodenojfazi tla nalazi se u prosjeku manje od 1 kg ha-1 fosfora dok porastom njihovekoncentracije (nakon gnojidbe) dolazi do brze transformacije u manje topljiveoblike Ta kritična koncentracija ravnoteže vodotopljivih i manje topljivih oblikafosfora ovisi prije svega o količini fosfora koja se već nalazi u tlu (slika 619)Utvrđivanje te vrijednosti značajan je zadatak agrokemije jer ona pokazujerazinu raspoloživog fosfora za ishranu bilja nakon gnojidbe fosforom odnosnostupanj njegove efikasnosti

Tablica 69 Prosječna količina topljivog P dobivenog ekstrakcijom iz tlarazličitim otopinama (Marschner 1986)

Ekstrakcijska otopina pH otopine P mg 100-1 g-1 tlaNH4F 70 148NH4F lt 20 74H2SO4+(NH4)2SO4 30 36octena kiselina 26 25NaHCO3 85 24kalcijev laktat 38 12

Slika 619 Korelacija između raspoloživosti P i visine prinosa kaodeterminanta kritične koncentracije fosfora u tlu

b) Fosfor topljiv u kiselinama obično se dalje dijeli u dvije podfrakcije ovisno otome da li se spojevi s fosforom otapaju u slabim ili jakim kiselinama Spojevikoji se razlažu u slabim kiselinama vrlo su heterogena grupa koja se teško možetočno odrediti a ima veliki značaj u ishrani bilja Najčešće se topljivost u slabimkiselinama kod nas određuje u otopini amonijeva acetatlaktata pa se govori oAL-topljivom fosforu AL otopina (pH = 375) razlaže sekundarne kalcijeve i drugefosfate ali i svježe istaložene tercijarne fosfate koji tada sadrže dosta kristalnevode te su u amorfnom stanju Druga podfrakcija koja je topljiva u jakimkiselinama obuhvaća tercijarne fosfate tipa apatita i fosforita te aluminijeve i

188

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

željezove fosfate dakle fosfor koji se obično svrstava u teško raspoložive rezervetla

c) Fosfor topljiv u lužnatim otopinama je frakcija koja zaostaje u tlu nakontretmana s kiselinama i djelomično je topljiva u lužnatoj sredini Najčešće se u tusvrhu koristi 025 mol dm-3 NaOH Kod pH gt 8 otapaju se djelomično fosfatiželjeza i aluminija koji pritom grade hidrokside u obliku taloga Hidroksilni ionimogu zamijeniti fosfatne anione na izmjenjivačkom kompleksu tla ako ih uopćeima Količina fosfora koja se oslobađa u lužnatim otopinama ovisi prije svega okoličini kalcija u tlu i kreće se između 50 i 600 ppm

d) Teško topljivi fosfor je grupa spojeva čiji se sadržaj u nekom tlu neznatnomijenja a tako vezani fosfor potpuno je neraspoloživ za ishranu bilja Otapanjeje moguće izvesti u smjesi kiselina HCl i HNO3 (zlatotopka) ili u fluorovodičnojkiselini (HF) nakon potpune razgradnje svih minerala tla jer fosfor iz ove frakcijeuglavnom zamjenjuje silicij u kristalnim rešetkama minerala

Organski fosfor tla akumulira se u tlu pretežito nakon razgradnje biljnihostataka ali jedan dio nastaje kao posljedica mikrobioloških kemosintetskihprocesa u tlu Ako organska tvar sadrži manje od 02 fosfora u procesumineralizacije sav oslobođeni fosfor koriste mikroorganizmi za svoje potrebe iviše biljke ostaju privremeno uskraćene za tako oslobođeni fosfor sve dougibanja mikroorganizama Pojava se označava kao biološka imobilizacijafosfora

Sadržaj organske frakcije fosfora značajno ovisi o tipu tla a njezinofrakcioniranje može se izvesti u kiselinama i lužinama slično mineralnom fosforutla Za ishranu bilja povoljnija je frakcija topljiva u kiselinama jer brže podliježeprocesu mineralizacije Međutim tla koju su duže vremena u eksploataciji imajuveći sadržaj frakcije topljive u lužinama pa je na njima gnojidba fosforomefikasnija jer je povećanje prinosa veće bez obzira na količinu pristupačnogfosfora u tlu

Razumljivo je kako između sadržaja ugljika u tlu i organske frakcije fosforapostoji uska korelacijska veza Organski oblici u tlu su manjim dijelom fosfolipidinukleinske kiseline (38-58 ) i heksafosforni ester inozitola fitin (41-49 )Intenzitet mineralizacije organskog fosfora značajno ovisi o temperaturi i količinisvježe organske tvari u tlu kao neophodnom izvoru energije za razvojmikroorganizama Slično mineralizaciji dušika vrlo je važan omjer između ugljikai fosfora u organskoj tvari Do imobilizacije fosfora dolazi ako je omjer CP većiod 3001 a mobilizacije tek kad se omjer suzi na 2001 Stoga se opravdanosmatra kako količina raspoloživog fosfora za ishranu bilja pretežito ovisi osadržaju neorganskog fosfora u tlu

Kruženje fosfora u prirodi prikazuje slika 620 Osnovni faktor koji određujepristupačnost fosfora je pH reakcija tla odnosno zasićenost adsorpcijskogkompleksa bazama U neutralnim i lužnatim tlima prevladavaju kalcijevi fosfati

189

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

koji su lakše topljivi od fosfata seskvioksida u kiselim tlima (slika 621) Budućida raspoloživost fosfora snažno utječe na efektivnu plodnost tla razumljiva jepotreba za održavanjem ili prilagođavanjem pH-vrijednosti tla Stoga kalcizacijakiselih tala često snažnije utječe na povećanje prinosa mnogih poljoprivrednihvrsta nego gnojidba fosforom na kiselim tlima Smatra se da je 1-2 CaCO3 u tlunajpovoljniji sadržaj kalcija u odnosu na topljivost fosfornih spojevaRaspoloživost fosfora značajno ovisi još o stanju vlažnosti tla i brzini obnavljanjafosforne kiseline u vodenoj fazi tla

Slika 620 Podrijetlo dinamika i gubitak fosfora iz tla (Welte 1982)

632 Fosfor u biljkama

Biljke usvajaju fosfor isključivo u anionskom obliku i to kao H2PO4- i HPO4

2- augrađuju ga za razliku od dušika i sumpora u organsku tvar bez redukcije što jeevolucijski razumljivo jer se na fosforu temelji metabolizam energije svih živihbića

Ortofosfatna kiselina različito disocira ovisno o pH-vrijednosti pa je takoporastom pH sve više HPO4

2- i PO43- što se nepovoljno odražava na usvajanje

fosfora Postoje mišljenja da se aktivno usvaja samo ion H2PO4- što objašnjava

bolje usvajanje fosfora u slabo kiseloj sredini Usvajanje fosfora iz vodene fazetla je vrlo brz proces ali je nažalost koncentracija H2PO4

- u tlu vrlo mala (~ 10-5

mol dm-3) dok je uspostavljanje dinamičke ravnoteže nadoknadom iona fosfata

190

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

iz topljivih oblika fosfora znatno sporiji proces Stoga procjena raspoloživostifosfora preko utvrđivanja njegovog hranidbenog potencijala često ne daje dobrerezultate posebice za biljke kraće vegetacije

Slika 621 Utjecaj pH-vrijednosti na raspoloživost fosfora

Koncentracija fosfora u biljkamaprosječno je 03-05 Reprodukcijskidijelovi i mlađa tkiva sadrže relativnoviše anorganskog fosfora Najvećepotrebe biljaka za fosforom su nasamom početku vegetacije uintenzivnom razvoju korijenovogsustava i kod prijelaza iz vegetacijskeu reprodukcijsku fazu života Ranapotreba biljaka za fosforom čestouzrokuje nakon nicanja biljaka njegovakutni nedostatak u uvjetima kad jetemperatura tla još niska ili korijen

nema dovoljno kisika uglavnom zbog suviška vlage Pokretljivost fosfora u biljcije dobra u oba smjera

Između raspoloživosti i usvajanja tri glavna hranidbena elementa postoji složenmeđusobni odnos koji je ilustriran primjerom pšenice stare 30 dana (tablica610)

Slika 622 Struktura mioinozitolheksafosfata (fitinskakiselina)

191

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Fosfor je konstituent važnih organskih spojeva Sastojak je fosfatida nukleotidanukleinskih kiselina enzima itd a kao rezerva fosfor je najčešće vezan u fitinskojkiselini (slika 622) Neorganski fosfor u biljci sudjeluje i u održavanju osmotskogtlaka Značaj mu je izuzetan u aktivaciji većine organskih spojeva jeromogućuje savlađivanje energetskih prepreka u biokemijsko-fiziološkimreakcijama (metabolitska aktivacija supstrata)

Tablica 610 Prinos suhe tvari i sadržaj N P i K u mladoj pšenici (30 dana)Vukadinović i sur (1986)

Varijantagnojidbe

STkg ha-1

Iznošenje elemenata u kg ha-1

N P K Ca Mg0 3629 1596 120 1251 097 080

NP 4114 2308 195 1339 104 091NK 3683 2248 099 1341 094 071PK 4457 1988 279 1942 105 093

NPK 6418 3097 372 2719 125 127

Kao sastavni dio različitih koenzima i prostetičkih grupa fosfor sudjeluje uvažnim metabolitičkim procesima Sastavni je dio purinskih pirimidinskihnikotinamidnih flavinskih piridoksalfosfatnih i tiaminfosfatnih koenzimakoenzima-A i dr Stoga fosfor ima dvije nezamjenjive funkcije

middot sudjeluje u metabolizmu energije ugljikohidratnih dušikovih i velikog brojadrugih spojeva uključujući i alternativne putove (npr OPP) i

middot konstituent je DNK i ima nezamjenjivu ulogu u nasljeđivanju

Svi živi organizmi zahtijevaju energiju za održavanje života rast i razvitak Rijetkose fiziološki procesi odvijaju spontano (egzotermno) pa kemijski vezana energijaomogućuje odvijanje endotermnih reakcija i procesa (koji zahtijevaju energetskiinput) odnosno biološki rad svih stanica i organizama a za to je potreban fosforS obzirom na opskrbu energijom dva su temeljna tipa odnosa organizama iokoliša autotrofi i heterotrofi Prvi sintetiziraju hranu fotosintezom (zelenebiljke primarni proizvođači) dok heterotrofi koriste već gotovu organsku tvar ilihranu (potrošači)

Energija oslobođena iz nestabilnih molekula (potencijalna energija) uegzergonim reakcijama koristi se za aktivaciju stabilnih molekula i pogonendergonih reakcija odnosno odvijanje fizioloških procesa Međutim mjestadobivanja energije i njene potrošnje najčešće su udaljeni zbog organizacijestanice i regulacije procesa odnosno kompartmentnosti stanice pa se energijakonzervira u obliku kemijske energije ATP koji je svojevrsna univerzalnaenergetska valuta Direktnom hidrolizom nestabilne fosfatne veze nastaje ADPuz oslobađanje toplinske energije (ΔG = -305 kJ mol-1 za standardne uvjete) aprijenosom terminalne fosfatne grupe enzimskom katalizom na druge spojeveoni se aktiviraju (fosforiliraju) odnosno tada sadrže dovoljno slobodne

192

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

energije da preskoče energetsku barijeru i stupe u reakciju Stanično disanje jeotuda postupno (enzimatsko) razlaganje složenih molekula do CO2 i H2O uzoslobađanje energije rearanžiranjem elektrona unutar kemijskih veza u nizuoksidoredukcijskih koraka Neto reakcija disanja je

( )-16 12 6 2 2 2C H O + 6 O 6 CO + 6 H O + energija -2880 kJ mol glukozereg

U disanju ne sudjeluju samo ugljikohidrati već i masti organske kiselinerezervni proteini ili čak i konstitucijski proteini kad nedostaje visokoenergetskihmolekula

Premda se sinteza ATP-a i NADP-a može odvijati bez svjetlosti na račun energijerazličitih organskih spojeva sveukupan metabolizam energije započinjefotofosforilacijom odnosno sintezom ATP-a u procesu fotofosforilacije Nizfotokemijskih reakcija u kojima se energija svjetlosti transformira u energijukemijskih (makroergijskih) veza sumarno se može predstaviti jednadžbom

3 4 2 2 2klorofilsvjetlost2 NADP + 2 H PO + 2 ADP + 2 H O 2 NADPH + O + 2 ATPfrac34frac34frac34frac34reg

Energija akumulirana u spojevima ATP i NADPH (u svijetloj fazi fotosinteze) nijestabilna i transformira se u energiju ugljikohidrata u tamnom dijelu fotosinteze

633 Nedostatak i suvišak fosfora

Nedostatak fosfora vrlo je česta pojava a prvi simptom je slab rast biljaka Kodjače izraženog nedostatka slabo se razvija korijenov sustav cvjetanje i zriobabiljaka kasne smanjena je tvorba proteina uz povišen sadržaj amida i nizaksadržaj vitamina Općenito hranidbena vrijednost poljoprivrednih proizvoda jesmanjena uz znatno niži prinos

Simptomi nedostatka fosfora zapažaju se najprije u tamnozelenoj boji lišćačesto uz crvenkastu nijansu biljke su manje lišće kasni u razvoju uz pojavukloroze i najzad starije lišće izumire Tamnija boja lišća u prvoj fazi manjkafosfora je posljedica prestanka njihovog rasta uz gotovo normalnu sintezuklorofila Pojava crvenkaste ili purpurne nijanse uzrokovana je povećanomsintezom antocijana što signalizira duži nedostatak fosfora Kod strnih žita ikukuruza crvenkasta se boja javlja tipično na rukavcima donjeg lišća Fosfor sebrzo premješta u biljci iz manje aktivnih tkiva i organa u mlađe i vitalnijedijelove Zbog toga se kod nedovoljne raspoloživosti fosfora intenzivira aktivnostfosfataza

Suvišak fosfora u prirodnim uvjetima relativno je rijetka pojava i događa se kadkoncentracija fosfora u suhoj tvari prijeđe 1 uz čest nedostatak cinka i željezaSimptomi suviška su usporen rast tamnomrke pjege na lišću koje se šire prema

193

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

bazi lista i lišće konačno opada Veće količine fosfora ubrzavaju metabolizam idovode do skraćivanja vegetacije prijevremenog cvjetanja i starenja biljakaUbrzavanje rasta i brz razvitak biljaka skraćuje etape organogeneze štopogoduje postrnim usjevima ali kod glavnog usjeva može skratiti period tvorbeplodova ili nalijevanja zrna

64 KALIJ

Kalij je alkalni metal velike rasprostranjenosti u prirodi U tlu i biljkama nalazi sesamo kao jednovalentni kation (K+) s redukcijskim svojstvima Ne ulazi u sastavorganske tvari već se labavo veže pretežito na proteine ali svejedno imavitalnu ulogu u uzgoju biljaka Naime kalij ima ulogu specifičnog aktivatoraodnosno modulatora aktivnosti enzima ali i elektrolita jer zbog visokekoncentracije u protoplazmi snažno utječe na hidratiziranost protoplazmeStoga kalij ima ključnu ulogu u fotosintezi floemskom transportu asimilatametabolizmu dušika i procesima skladištenja rezervnih tvari Budući daprotoplazma sadrži visoku koncentracija K+ kalij je izuzetno važan u regulacijisadržaja vode u biljkama i ima ključnu ulogu u adaptaciji biljaka na nepovoljneklimatske i zemljišne uvjete npr sušu mraz i salinitet Također kalij imaznačajnu ulogu u otpornosti i tolerantnosti biljaka na patogene

641 Kalij u tlu

Kalij u tlu potječe iz primarnih minerala kao što su feldspati liskuni i drugiNjihovim raspadanjem oslobađa se kalij koji se najvećim dijelom odmah veže naadsorpcijski kompleks tla te mu je pokretljivost i opasnost od ispiranja iz tlamala osim na lakšim pjeskovitim tlima

Raspoloživost kalija usko je povezana s procesima sorpcije i desorpcije pri čemu idrugi kationi utječu na nju (slika 624) Budući da pristupačnost izmjenjivihkationa ovisi i o njihovim parcijalnim koncentracijama u vodenoj fazi tlaodnosno njihove slobodne energije po Gibbsu raspoloživost kalija određena jenjegovom ukupnom (QK) i neposredno pristupačnom količinom (IK) Pojavačvrstog vezivanja kalija na specifične lokacije nekih glinenih minerala označavase kao fiksacija (slika 623) i izravno utječe na usvajanje kalija i učinak K-gnojidbe Između oblika kalija u tlu postoji stanje dinamičke ravnoteže koja semože prikazati na sljedeći način

194

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

u vodenoj izmjenjiv na povrfazi tla sek minerala

trajnobrza i trajna spora zamjena i ne fiksiranzamjena događa se uvijek

Fiksacija ili K

defiksacijaK Kfrac34frac34frac34frac34frac34reg frac34frac34frac34frac34frac34frac34frac34reg frac34frac34regnotfrac34frac34frac34frac34frac34 notfrac34frac34frac34frac34frac34frac34frac34 notfrac34frac34

Prema tome samo se mobilni kalij (u vodenoj fazi tla i izmjenjivo vezan navanjskim površinama minerala gline) može smatrati potpuno pristupačnim zaishranu bilja dok fiksirani oblik sporo nadoknađuje manjak u izmjenjivoj fazi alise može i nepovratno fiksirati Sorpcija kalija dovodi do istiskivanja drugihkationa s tijela sorpcije posebice viševalentnih od kojih su najznačajniji Ca2+ iMg2+ Oba navedena kationa s neselektivno vezanim kalijem (na vanjskimpovršinama minerala gline) pokazuju jaku mogućnost zamjene Prisutnost većegbroja kationa u vodenoj fazi tla i različito čvrsto vezanih na tijelu sorpcije koristise za utvrđivanje raspoloživosti kalija na temelju njegovog kemijskog potencijalaili aktivitetnog omjera (slika 625)

Intenzitet fiksacije kalija u nekom tlu izravno ovisi o sadržaju i sastavu glineSukladno tome sposobnost fiksacije nemaju kaoliniti kloriti i glimeri dok malufiksaciju pokazuje montmorilonit promjenjivu ilit (ovisno od stupnjaraspadnutosti) a jaku vermikulit Fiksacija je jača u oraničnom sloju koji jenasuprot dubljim slojevima soluma podvrgnut naizmjeničnom sušenju ivlaženju NH4

+ ion zbog sličnih svojstava (promjer i naboj) lako zamjenjujespecifično vezani K+ (iz međuslojnih prostora sekundarnih minerala) pa se koristikod određivanja K-fiksacijske moći tala

Slika 623 Sorpcija i fiksacija kalija na sekundarne minerale tla (Mengel andKirkby 1978)

Ukupan sadržaj kalija u tlima prilično je visok te je u prosjeku 02-30 što zaoranični sloj do 20 cm dubine iznosi između 10 i 50 t ha-1 Viši sadržaj kalijaimaju teška glinasta tla dok su organske rezerve kalija vrlo male Humus sadržimanje od 01 kalija pa je za ishranu bilja isključivo odgovoran kalij na

195

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

adsorpcijskom kompleksu Izmjenjiva količina kalija u tlu prosječno je 40-400ppm što je oko 2 prosječnog kapaciteta adsorpcije Smatra se najpovoljnijimza ishranu bilja kada je na adsorpcijskom kompleksu 20-35 K (po nekimistraživačima 3-5 ) Na kalij u vodenoj fazi tla otpada svega oko 1 izmjenjivovezanog kalija u nekom tlu

Slika 624 Ciklus kalija u sustavu tlo-biljka (Syers 1998)

Slika 625 Aktivitetni omjer (ARK) i puferni kapacitet za kalij (PBCK) u dvatipa tla (Vukadinović i dr 1988)

196

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 611 Utjecaj gnojidbe kalijem na fiksaciju kalija i ARK na tri tipa tla ulaboratorijskim uvjetima (Vukadinović et al 1988)

K gnojidbamg 100 g-1 tla

Gundinci Cerna St MikanovciFiks ARK Fiks ARK Fiks ARK

10 955 027 942 032 950 03425 834 048 912 042 948 05250 773 056 868 063 919 075

100 700 147 760 177 809 147

ARK = (mmol dm-3)05 acute 10-3

Slično kao i kod fosfora zapaženo je kako se nakon gnojidbe kalij podvrgavanekim promjenama vjerojatno fiksaciji u međulamelarne prostore sekundarnihminerala uslijed čega mu vremenom opada raspoloživost Ta činjenicaobjašnjava pojavu slabe reakcije biljaka na gnojidbu kalijem u prvoj godini natlima siromašno opskrbljenim kalijem Potrebno je više uzastopnih primjenakalija kako bi se povećala djelotvornost gnojidbe (tablica 611)

642 Kalij u biljkama

Fiziološka uloga kalija kao neophodnog elementa biljne ishrane kasno jerasvijetljena budući da kalij nije građevni element niti jednog spoja žive tvariDanas se smatra kako se uloga kalija može razvrstati u dvije osnovne funkcije

middot aktivacija enzima imiddot regulacija permeabilnosti živih membrana

Kalij aktivira ili modulira rad 40-ak enzima (promjenom uvjeta unutar mikrookruženja npr pH ionska koncentracija temperatura prisutnost ili odsutnostinhibitora i dr) To je svojstvo vjerojatno povezano i s malom veličinom atomakalija te slično rubidiju može mijenjati konformaciju proteina i oslobađatiaktivna mjesta na enzimima i tako stimulirati vezu s odgovarajućim supstratimaTakođer velika koncentracija K+ u protoplazmi oduzima konstitucijsku voduproteina za potrebe svog hidratacijskog omotača što uzrokuje konformacijskepromjene odnosno pojavu tzv efekta elektrokonformacijskog vezivanja

Kod dobre opskrbljenosti kalijem povećana je neto asimilacija uz bržu sintezurezervnih tvari kao što su škrob saharoza lipidi i proteini Na taj način kalijpoboljšava kakvoću uz povećanje prinosa djelomično i preko boljeg djelovanjadrugih biogenih elemenata i faktora rasta

Druga funkcija kalija najuže je povezana s njegovim osmoregulacijskimdjelovanjem Naime kalij je najznačajniji elektrolit živih tkiva te neposrednoutječe na održavanje turgora i regulaciju mehanizma rada puči (slika 626) Od

197

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ukupne količine usvojene vode 90 je tranzitna koja se gubievapotranspiracijom najvećim dijelom kroz puči pa one moraju biti otvoreneveći dio vremena zbog asimilacije CO2 Zatvaranje puči predstavlja tekograničenu kontrolu gubitka vode Zapravo mehanizam kontrole gubitka vodeotvaranjem i zatvaranjem puči je složen (slika 626) i u njemu sudjelujeabcisinska kiselina (ABA) koja signalizira zatvaranje puči u nedostatku vodeSuprotan efekt imaju ioni K+ i Cl- i malat koji djeluju suprotno i njihovo ulaženje ustanice zapornice uvjetuje otvaranje puči

Utjecaj kalija na hidrataciju tkiva povezan je zapravo sa svim biokemijsko-fiziološkim procesima u živoj stanici jer je voda sredina u kojoj se te reakcijeodvijaju ona je transportno sredstvo izvor elektrona i protona u metabolizmuenergije Taj aspekt uloge kalija odavno je poznat no razvitkom preciznihmetoda mjerenja gradijenta pH i električnog potencijala između vanjske sredinei staničnog sadržaja odnosno njezinih organela uloga kalija u permeabilnostiživih membrana sve je jasnija Naime kalij utječe na transmembranski pH-gradijent potreban za sintezu ATP (prema kemiosmotskoj hipotezi Mitchela) Uposljednje vrijeme više se ispituje i veza između ishrane kalijem i koncentracijeABA odnosno utjecaj K na otpornost biljaka prema suši

Slika 626 Regulacija mehanizma otvaranja i zatvaranja puči

Mehanizam usvajanja kalija funkcionira normalno samo kod dovoljne količinevode i kisika u supstratu Budući da je aktivnost enzima ATPaze povezana sveličinom elektrokemijskog gradijenta ona je stimulirana prisutnošću kalija tepreko aktivacije transportnog sustava dolazi do boljeg usvajanja ostalih hranivaTakođer djelotvornost fosforilacije raste kod dobre opskrbljenosti kalijem što jeznačajno za bolje korištenje svjetlosne i kemijske energije u procesu fotosinteze

Interesantno je spomenuti da natrij može djelomično zamijeniti kalij u njegovimfiziološkim funkcijama ali samo na nespecifičan način posebice kod kaliofilnihbiljaka (biljke koje akumuliraju veću količinu ugljikohidrata nrp šeć repakrumpir kukuruz itd) Naime natrij slično kaliju utječe na bolju hidratiziranostprotoplazme ali ne utječe na aktivaciju enzima jer mu je promjer u ionskom(hidratizirani ioni) obliku znatno veći od kalija

Kod primjene viših doza dušika kalij smanjuje štetne učinke suviška povećavajućinjegovu ugradnju u slabo topljive N-spojeve te tako djelotvorno sprječava i padkakvoće mnogih poljoprivrednih proizvoda Dobra ishranjenost kalijem

198

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

poboljšava vodno-retencijski kapacitet lišća uz učinkovitije korištenje vode padobra opskrbljenost kalijem umanjuje posljedice suše

643 Nedostatak i suvišak kalija

Koncentracija kalija u biljkama dostiže ponekad 5 na suhu tvar pa ga biljkezahtijevaju gotovo koliko i dušika (2-5 u ST) a neke kaliofilne vrste i znatnoviše Kalij se s pravom smatra elementom mladosti jer mu je koncentracija umlađim biljkama u pravilu viša najveći dio usvoji se do cvjetanja ali ga čestostarije lišće sadrži ukupno više od mlađeg

Nedostatak kalija zbog njegove složene i važne funkcije u metabolizmuodražava se na cjelokupan rast i razvitak biljaka Rast biljaka je usporen a kodnedostatka kalija dolazi do njegovog brzog premještanja iz starijih u mlađeodnosno aktivne dijelove biljke Stoga se simptomi nedostatka kalija prvozapažaju na mlađem lišću koje je manje veličine a kloroza se rijetko pojavljujepa boja ostaje normalna ili je čak i tamnija (zbog usporenog rasta) Kod starijeglišća se naknadno javlja tipična rubna nekroza (koja započinje od vrha) i list sečesto savija prema dolje Novoformirano lišće manje je nego obično i čestovalovite površine Biljke imaju snižen turgor i djeluju uvenulo (spavaju)

Do nedostatka kalija najčešće dolazi na lakim pjeskovitim tlima zatim teškimglinovitim tlima s izraženom K-fiksacijskom moći ili tlima koja imaju suvišakkalcija ili magnezija Biljke kalij usvajaju u velikoj količini te je manjak vrlo čestapojava a gnojidba kalijem redovita agrotehnička mjera

Suvišak kalija izuzetno se rijetko javlja na poljoprivrednim tlima a moguć je nazaslanjenim tlima ili kod višekratne obilne gnojidbe (u vrtovima plastenicima istaklenicima) Tada se javljaju problemi s usvajanjem kalcija i magnezija ali inekih mikroelemenata (B Zn i Mn)

65 KALCIJ

Kalcij je zemnoalkalni metal koji posjeduje sposobnost izgradnje kompleksnihspojeva ali ne sudjeluje u građi žive tvari osim u nekoliko manje važnih spojevaFiziološka funkcija mu je ipak vrlo značajna u ishrani bilja Utječe na fizičko-kemijska svojstva protoplazme aktivira 20-ak enzima iako nespecifično anakuplja se u staničnim stijenkama vakuolama jezgri kromosomimakloroplastima i mitohodrijima te povećava stabilnost živih membrana i utječe na

199

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

njihovu propustljivost Kalcij ulazi u red vrlo rasprostranjenih elemenatalitosfere (36 )

651 Kalcij u tlu

Podrijetlom je kalcij tla iz primarnih minerala silicija i sekundarnih mineralakalcija kao što su kalcit (CaCO3) dolomit (CaCO3 acute MgCO3) gips (CaSO4 acute 2 H2O)različiti kalcijevi fosfati itd Njihovom razgradnjom oslobađa se kalcij koji je u tlupretežito izmjenjivo sorbiran ili pak iznova gradi sekundarne minerale (sl 627)

Anorganske rezerve kalcija u tlima su prosječno 02-20 a u karbonatnimtlima često prelaze 10 (tablica 612) Organska rezerva kalcija u tlu jeuglavnom bez značaja za ishranu bilja Najveći dio pristupačnog kalcija(prosječno 400-4000 ppm) je u izmjenjivom obliku pa Ca2+ zauzima nerijetko ipreko 80 adsorpcijskog kompleksa U vodenoj fazi tla obično je svega 1-5 odizmjenjive količine kalcija nekog tla a najčešće je to između 20 i 150 ppmSmatra se da uz koncentraciju kalcija ispod 1 mekv dm-3 u vodenoj fazi tla dolazido pada prinosa

Karbonatna tla (vapnena krečnjačka) najčešće se javljaju u aridnim isemiaridnim klimatskim uvjetima (premda ih i ima i u vlažnim predjelima kad suformirana na karbonatnim stijenama) bogata su kalcijevim karbonatom upovršinskom sloju (CaCO3) pH im je između 75 i 85 zbog pufernog djelovanjahidrogenkarbonata

2+ - -3 2 3CaCO + H O Ca + HCO + OHreg

Tablica 612 Stupnjevi karbonatnosti tala

Karbonati u tlu()

Karbonatnost Reakcija (oslobađanje CO2 s 10 HCl)

0 nekarbontano tlo nema reakcijele 05 vrlo slabo karbonatno vrlo slaba reakcija

05 - 2 slabo karbonatno slaba reakcija jedva vidljiva2 - 4 umjereno karbonatno slaba reakcija vidljivi mjehurići slab šum

4 - 10 srednje karbonatno vidljiva reakcija dugo oslob mjehurićage 10 jako karbonatno jaka reakcija snažno i šumno pjenušanje

Na karbonatnim tlima redovito se javljaju poremećaji u ishrani bilja amanifestiraju se u vidu različitih tipova kloroza i usporenog rasta biljaka Uzrokje slaba raspoloživost najčešće teških metala kao i izravna toksičnosthidrogenkarbonatnog aniona (HCO3

-) Prisutnost CaCO3 izravno ili neizravno

200

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

utječe na raspoloživost dušika fosfora magnezija kalija mangana cinka bakrai željeza Problemi u ishrani dušikom nastaju zbog brze nitrifikacije amonijskogoblika u nitratni anion pri pH 70-80 koji je podložan ispiranju

+ - +4 2 32 NH + 3 O 2 NO + 8 Hreg

Gubici dušika u vapnenim tlima nastaju i zbog volatizacije pojave kojomoznačavamo gubitak N iz tla u obliku plinovitog amonijaka Naime u tlimabogatim kalcijem amonijev ion lako reagira nastankom nestabilnog amonijevogkarbonata koji se pod utjecajem vode transformira do plinovitog amonijaka

( )( )

+ 2+4 3 4 32

4 3 2 3 2 22

2 NH + CaCO NH CO + Ca

NH CO + H O 2 NH + H O + CO

U kiselim tlima znatno je manje kalcija te se u praksi vrlo često javlja potreba zakalcizacijom kao agrotehničkom mjerom primjene vapnenih materijala radineutralizacije zemljišne kiselosti Agrotehničku mjeru unošenja Ca u tlo trebarazlikovati od kalcifikacije jer taj izraz označava formiranje sekundarnihminerala kalcija ili njegovih soli

Nezamjenjiva je uloga kalcija u održavanju pH-vrijednosti tla jer on indirektnoutječe na raspoloživost svih drugih elemenata najviše B Fe (Fe-kloroza) Mn Zni Cu Kalcij je vrlo važan za održavanje strukture tla jer zajedno s humusnimtvarima omogućuje povezivanje njegovih čestica u strukturne agregate paposredno snažno utječe na vodnozračni režim tla i oksido-redukcijske proceseodnosno izrazito povećava njegovu biogenost (povoljan utjecaj na procesamonifikacije nitrifikacije biološku fiksaciju dušika oksidaciju sumpora itd)

Acidifikacija poljoprivrednih tala Hrvatske veliki je problem (više od 50 poljoprivrednih tala je kiselo) a trend pada pH ponajviše je prisutan na tlima uzkonvencionalnu i intenzivnu poljoprivredu Niska pH-vrijednost dovodi do nizanegativnih pojava u tlu npr uzrokuje deficit kalcija i magnezija (a time ikvarenje strukture tla) toksičnost aluminija iili mangana smanjeneraspoloživosti fosfora nisku efikasnost gnojidbe dušikom fosforom i kalijem uzusporen rast i razvitak biljaka te konačno uzrokuje niži prinos i njegovu lošijukakvoću Stoga se kao obvezna mjera popravke kiselih tala preporuča kalcizacija(tablice 613 i 614) ali uz detaljnu kemijsku analizu tla i uvažavanje ostalihmjera popravke (humizacija fosfatizacija primjena mikroelemenata i dr)

U ekstremno kiselim tlima kod pH lt 40 dolazi do izravne toksičnosti H+ (višebiljke ne uspijevaju ispod pH le 37) kod pH lt 5 česta je toksičnost iona Al3+ iMn2+ a kad je pH gt 42 toksičnost H+ iona je neizravne naravi i to putemaktivacije teških metala ali i uz poremećaj u sastavu korisne mikrofloreNaročito je slaba nodulacija leguminoza bakterijama iz roda Rhizobium iBradyrhizobium Na temelju brojnih istraživanja smatra se optimalnim kada jena adsorpcijskom kompleksu 65-85 Ca 5-15 Mg i 2-35 K odnosno za

201

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

šećernu repu je povoljno kada je na adsorpcijskom kompleksu više od 85 baza(ne manje od 65 ) uz ge 70 Ca

Slika 627 Ciklus kalcija u tlu

Tablica 613 Utjecaj kalcizacije i fosfatizacije na promjenu hidrolitičkekiselosti pseudogleja (Bertić i dr 1985)

GnojidbaP2O5 kg ha-1

Kalcizacija (CaCO3 t ha-1) Utjecajfosfora0 1 5 10 15 20

120 165 147 105 65 34 17 89240 156 140 87 71 36 16 84480 158 153 71 64 25 16 81

Utjecaj CaCO3 160 147 88 67 32 16 85

Kalcij se gubi ispiranjem iz kiselih tala ili kad je količina oborina veća od 600-700mm god-1 U takvim uvjetima ispiranje je prosječno 80-100 kg Ca ha-1 god-1 ačesto i nekoliko puta više posebice u blizini industrijskih područja s kiselimkišama

Za utvrđivanje potrebe u kalcizaciji kiselih tala koristi se vrlo veliki broj različitihkemijskih metoda Ipak vrlo pouzdano je određivanje količine materijala zakalcizaciju pomoću hidrolitičke kiselosti tla Kad je ona viša od 4 cmol(+) kg-1 (ili 4

202

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

mekv H+100 g tla) za utvrđivanje potrebe kalcizacije može se primijeniti sljedećiproračun

1 cmol(+)H kg-1 = 1 cmol(+)Ca kg-1 tla

= 20 mg Ca 100 g-1 tla

= 28 mg CaO 100 g-1 tla

= 840 kg CaO 3000000-1 kg (20 cm dubine uz ρv = 15 kg dm-3)

Dakle za svaki cmol(+)H kg-1 potrebno je za neutralizaciju primijeniti 840 kg CaOha-1 do dubine od 20 cm

Kalcizacija ekstremno kiselih tala mora uvažiti i količinu izmjenjivog aluminija ajedan od empirijskih proračuna potrebne količine Ca (Cochrane et al 1980) zanjegovu neutralizaciju je sljedeći

( )-13

Al ndash ASP times Al + Ca + MgCaCO (t ha ) = 18 times

100igrave uumliacute yacuteicirc thorn

ASP = saturirani Al u (Alizm KIK acute 100)Al = izmjenjivi Al (u cmol(+) Al kg-1 tla)Ca i Mg = izmjenjivi Ca i Mg (cmol(+) kg-1 tla)

Potrebe za kalcizacijom određuju se često pomoću tablica koje uzimaju u obzirvrijednost izmjenjive reakcije tla njegov mehanički sastav i tip korištenja tla gdjeje biljna vrsta odlučujući čimbenik Takav pristup je vrlo rizičan jer može izazvatiniz pogrešaka i ozbiljnih problema Naime kod unosa veće količine materijala zakalcizaciju od potrebne porast oksidacijskih procesa može utjecati na padorganske tvari u tlu pad raspoloživosti fosfora i svih mikroelemenata iz grupeteških metala odnosno dugoročno do pada plodnosti Potrebno je naglasiti kakoje suvišak kalcija u tlu praktično nemoguće (apsolutno je neisplativo) ukloniti Sdruge strane prenizak intenzitet kalcizacije s obzirom na cijenu i ograničenovrijeme djelovanja ekonomski je neisplativ

Tablica 614 Utjecaj kalcizacije na prinos kukuruza soje i pšenice (t ha-1)napseudogleju (višegodišnji prosjek) (Kovačević i sur 1993)

UsjevKalcizacija t ha-1 CaCO3 Prosjek0 5 10 15 20

Kukuruz 794 866 884 881 877 860Soja 301 334 344 342 343 333Pšenica 588 594 596 602 605 597pH(KCl) 403 513 544 594 642Humus 191 199 180 191 179Fe ppm 44 24 14 9 5

203

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Generalno tla čija je izmjenjiva kiselost pH gt 55 ne bi trebalo kalcizirati Kad jepH 45-55 potreba za kalcizacijom je umjerena a kad je pH lt 45 kalcizacija jeneophodna mjera popravke tla Također kad je hidrolitička kiselost tla ispod 4cmol(+) kg-1 kalcizacija nije potrebna

Kada je na raspolaganju samo podatak o izmjenjivom pH (u KCl) može sekoristiti jednostavan ali manje točan i često rizičan izraz za izračunavanjepotrebe u kalcizaciji

-1t haciljni pH - izmjereni pHCaO = times 28

7 - izmjereni pH

Za proračun potrebe kalcizacije Osječko-baranjske županije (ge 20000 uzorakatla slika 628) autori koriste kombinirani empirijsko-egzaktni postupak kojiuzima u obzir zasićenost adsorpcijskog kompleksa tla bazama (BS ) pH u KCl-uhidrolitičku kiselost volumnu gustoću tla (g cm-3) i dubinu oraničnog sloja do 30cm Prvi korak je procjena vrijednosti KIK-a (kationski izmjenjivački kapacitet) natemelju analize humusa u tlu i teksturne klase U tu svrhu korištena je formula(University of Minnesota 2005)

(+) -1cmol kghumus times 200 glina times 50

KIK = +100 100

Pri uzimanju uzoraka procjenjuje se tekstura tla (za trajne se nasadelaboratorijski utvrđuje) Hidrolitička kiselost tla se određuje u laboratoriju uvijekkada je pH-KCl le 60 a volumna gustoća i sadržaj gline su empirijske veličine(egzaktno utvrđene za potrebu zasnivanja trajnih nasada) izračunate izteksturne klase na temelju statističke analize velikog broja rezultata egzaktnogodređivanja mehaničkog sastava tala Zasićenost adsorpcijskog kompleksa tlabazama izračunava se po formuli

KIK - HyBS = times 100

KIK

Ciljna zasićenost KIK-a bazama (TBS ) ovisi o veličini KIK-a

a) KIK lt 19 cmol(+) kg-1 tla TBS je 90 b) KIK 20-28 cmol(+) kg-1 to je 85 c) KIK gt 28 cmol(+) kg-1 tla TBS je 80

Na kraju se uz pomoć procijenjene veličine KIK-a i ciljne razine njegovezasićenosti bazama izračuna potrebna doza za kalcizaciju za usjeve u Ca t ha-1 zaoranični sloj od 30 cm

-1 (+) -1 vt ha cmol kgTBS - BS

Ca = times KIK times 20 times ρ times 30100000

Izračun potrebe kalcizacije radi se samo za proizvodne površine kad je pH(KCl) le55 bez obzira je li Hy le 4 cmol(+) kg-1 Izračunata količina Ca preračunava se u

204

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

CaO t ha-1 množenjem s faktorom 1399 dok je za CaCO3 t ha-1 faktor 178 a zasaturacijski mulj osječke Šećerane faktor je 1483

Kao materijal za kalcizaciju koristi se najčešće mljeveni kalcijev karbonat ali ilapor dolomit saturacijski mulj iz šećerana ili drugi otpadni materijali kojisadrže kalcij Saturacijski mulj pod imenom Karbokalk isporučuje Tvornica šećeraiz Osijeka (godišnja produkcija ~ 35000 t) koji sadrži 75 CaCO3 720 humusa (417 C) 016 N 132 Mg 080 P2O5 028 K2O i male količineCu (072 ppm) Zn (448 ppm) i Mn (868 ppm) Za praktičnu primjenu može sekoristi neutralizacijska vrijednost materijala za kalcizaciju Ako je ona za CaCO3 =100 tada je CaO = 179 CaMg(CO3)2 = 119 i Ca(OH)2 = 136

S finoćom mljevenja materijala za kalcizaciju raste i njihova djelotvornost (zbogporasta dodirne površine s česticama tla) ali krupniji materijal ima produženodjelovanje i treba ga koristiti za kalcizaciju prije zasnivanja trajnih nasada (tablica615)

Kalcizacija je vrlo stara agrotehnička mjera (poznavali su ju stari Rimljani) injezini pozitivni učinci na kiselim tlima dobro su poznati Ipak ona može izazvatidrastične promjene u raspoloživosti hraniva posebice fosfora i teških metala pase mora provoditi obazrivo Mudro je postupno utjecati na promjenu pH (efektna 3-4 godine) jer promjena od vrlo kisele do neutralne sredine radikalnomijenja uvjete (biološko-fizičko-kemijska svojstva tla) što onda zahtijevameliorativne doze mineralnih gnojiva prvenstveno fosfora i mikroelemenata(tablica 615) te unošenje većih količina organskih gnojiva za humizaciju Naimekalcizacija je mjera koja radikalno mijenja biogenost tla (zbog promjene stanjaoksidoredukcije) pa se pomiče ravnoteža tvorbe i razlaganja humusa u smjerupojačane mineralizacije To vodi nakon početnog porasta efektivne plodnosti uiscrpljivanje tla i pad produktivnosti Stoga se u razvijenim zemljama može čutiposlovica Kalcizacija bogati očeve a siromaši sinove

Tablica 615 Utjecaj krupnoće materijala na učinkovitost kalcizacije

Učinkovitost () Krupnoća česticau 1 godini nakon 4 godine mm mesh

5 15 400 520 45 200 1050 100 050 35

100 100 020 60

Nedostatak kalcija kod voćaka (jabuke i kruške) može se spriječiti prskanjemsprejom CaCl2 ili Ca(NO3)2 kad je temperatura niža od 27 degC Za jabuke se koristikoncentracija 360 g na 100 litara vode a za kruške 120-180 g Ovakav tretmanpomaže i u stakleničkoj odnosno plasteničkoj proizvodnji rajčice i paprike jer jeu vlažnoj atmosferi nizak intenzitet transpiracije odnosno premještanje Ca uplodove na kojima nastaju tipične tamne mrlje (bitter pit) zbog pojačane

205

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

aktivnosti enzima pektinaze i propadanja parenhima zbog autolize staničnihstijenki

Slika 628 Karta potrebe kalcizacije (Ca t ha-1) Osječko-baranjske županije(kriging na temelju ~ 20000 uzoraka Vukadinović 2011)

652 Kalcij u biljkama

Kalcij se pretežito usvaja aktivnom zonom korijena ali ima i mišljenja da jeusvajanje kalcija meristemskim stanicama pasivan proces a starijimvakuoliziranim stanicama aktivan Usvajanje kalcija je znatno sporije premavećini drugih elemenata Antagonizam kod usvajanja je u pravilu s kationima alii veće usvajanje nitrata klorida i sulfata može smanjiti primanje kalcija

Raspoloživost Ca određena je najprije pH-reakcijom tla U ishrani bilja vrlo jevažan omjer između sadržaja CaK (Ehrenbergov zakon) i odnos CaMg (Loewovzakon) odnosno omjer K(Ca + Mg) Kalcij se slično boru a za razliku od K i Mgu biljkama premješta ksilemom (akropetalno prema gore) u transpiracijskojstruji dok je bazipetalno kretanje (prema dolje floemom) kao i reutilizacija vrlo

206

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

slaba ili se uopće ne događa Bolje usvajanje kalcija odnosno povećanumobilnost Ca2+ u biljci potpomaže gnojidba Ca(NO3)2 te folijarna primjenakalcija

Koncentracija kalcija u biljkama prosječno je oko 05 u ST (01 do gt 5 ) gdje jepretežito čvrsto vezan a tek se vrlo mala količina pojavljuje kao elektrolitprotoplazme Trave sadrže u prosjeku manje kalcija od dikotiledona a biljke gausvajaju u ionskom obliku kao Ca2+ U lišću je više kalcija u odnosu na korijendok je starije lišće bogatije od mlađeg To ukazuje na teško premještanje kalcijau biljkama (iz fiziološki starih u mlađe aktivnije dijelove) a reutilizacija(ponovno korištenje) je vjerojatno moguća samo iz korijena i stabla ali ne i izstarijeg lišća gdje je i najviše kalcija

Kalcij je konstituent vrlo malog broja organskih spojeva u biljci Sudjeluje u građipektina i fitina (Ca-Mg-sol inozitolheksafosfata) te se nalazi u kristalnim tijelimakao što su oksalati i kalcit i dr U biljkama djeluje Ca-fosfatni puferni sustav pana taj način kalcij sudjeluje u neutralizaciji suvišne kiselosti staničnog sadržajaposebice vakuola Budući da oksaloctena kiselina lako veže K Na N P B i Ca akalcij je faktor sinteze te kiseline Ca je značajan za opskrbljenost biljakanavedenim elementima Kalcij je čest i kao CaCO3 inkrustacija u staničnimstijenkama biljaka

Suprotno kaliju i drugim jednovalentnim kationima kalcij kao dvovalentnikation smanjuje hidratiziranost protoplazme povećava njezinu viskoznost istabilizira protoplazmatske komponente Značajna je uloga kalcija u stabilizacijisredišnje pektinske lamele stanične stijenke (Ca-pektinat) ali i stabilnostikromosoma i stanične jezgre Također kalcij je značajan za djelovanjefitohormona posebice szlig-indoloctene kiseline i preko nje utječe na rast biljaka iaktivnost apikalnih meristema Stoga kod nedostatka Ca dolazi do neregularnediobe i diferencijacije meristemskih stanica uz čestu pojavu poliploidije

Nasuprot drugim kationima kalcij ima relativno malu ulogu u aktivaciji enzimapa se smatra da je njegovo djelovanje na metabolizam vezano uz regulacijupermeabilnosti membrana za različite tvari ali i propustljivost elektrona iprotona Na taj način uloga kalcija je vrlo značajna u procesima fotosinteze idisanja Također značajna je zaštitna uloga kalcija od toksičnosti suviškamikroelemenata (izuzev Mo) uz porast otpornosti na povećan sadržaj soli u tlukao i uloga senzora (calmodulin ili kalcijem modulirani proteini) egozogenih iendogenih podražaja kao i funkcija prijenosa signala odnosno u obrambenommehanizmu biljaka Fiziološku ulogu kalcija kod njegovog deficita možedjelomice preuzeti stroncij koji mu je kemijski vrlo sličan

207

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

653 Nedostatak i suvišak kalcija

Kalcij se rijetko javlja u kritičnom nedostatku s izraženim simptomima deficitaNaime probleme izaziva suviše nizak ili visok sadržaj kalcija u tlu što se prekopH-vrijednosti posredno odražava na raspoloživost većine drugih biogenihelemenata

Simptomi nedostatka kalcija prvo se zapažaju na mladom lišću kao klorozaBiljke sporije rastu usporen je razvitak korijena (posebice kod nižih temperaturai povećane koncentracije soli) a biljke imaju grmolik izgled U kasnijim fazamadeficita kalcija zapaža se nekroza mlađeg lišća koja se širi od vrha i rubova pričemu lisni nervi imaju tamnu boju Lišće se često uvija a biljke lako poliježu zbogslabljenja staničnih stijenki

Nedostatak kalcija izaziva pojačanu aktivnost enzima pektinaze što prouzrokujeautolize staničnih stijenki parenhimskih stanica (posebice plodova jabuke -simptom bitter pit - gorke jamice rajčice i dr) Javljaju se tamnosmeđe zone sodrvenjelim i začepljenim provodnim sudovima Boja potječe od melaninskihtvari nastalih zbog oksidacije slobodnih fenola (koji se inače stabiliziraju u oblikuCa-kelata) u kinone Također biljke slabo opskrbljene kalcijem daju polen slabeklijavosti što stvara probleme kod oplodnje

Neposredno djelovanje suviška kalcija do sada nije poznato ali u takvimokolnostima dolazi do problema kod usvajanja gotovo svih biogenih elemenata ipojave simptoma njihovog nedostatka Na području istočne Hrvatske vrlo sučesti problemi izazvani vapnenom klorozom koja se manifestira simptomomdeficita željeza i cinka podjednako na trajnim nasadima kao i usjevima

66 MAGNEZIJ

Magnezij je zemnoalkalijski metal koji je sposoban graditi kompleksne spojeve anajvažniji je klorofil Vrlo je rasprostranjen element i čini 21 litosfere apotreban je za veći broj procesa sinteze organske tvari Ima pozitivan utjecaj nametabolizam ugljikohidrata proteina i masti te zajedno s drugim kationimautječe na koloide protoplazme i aktivira veliki broj enzima

208

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 629 Ciklus magnezija u tlu

661 Magnezij u tlu

Magnezij u tlu je podrijetlom iz primarnih minerala kao što su silikati mnogibazični minerali te iz sekundarnih magnezita i dolomita (slika 629) Nakonraspadanja minerala ion Mg2+ se veže na adsorpcijski kompleks tla ili iznovagradi sekundarne minerale Prosječno je magnezija u tlu 01-10 a ukarbonatnim tlima i puno više Organske rezerve magnezija slično kalciju subeznačajne u ishrani bilja Izmjenjivi oblik magnezija zauzima do 20 adsorpcijskog kompleksa tla ili 20-400 ppm a povoljan sadržaj je između 5 i 15 od KIK-a Vrlo mala količina Mg2+ je u vodenoj fazi tla

662 Magnezij u biljkama

Koncentracija magnezija u biljkama prosječno iznosi 01-10 u ST a u dobroopskrbljenim biljkama 015-035 u ST Reprodukcijski organi bogati su

209

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

magnezijem slično fosforu U biljkama je prosječno 50 magnezija slobodno istoga je ion Mg2+ vrlo značajan elektrolit (~ 30 sorbiran na koloideprotoplazme a oko 15 je ugrađeno u klorofil kod slabe opskrbljenosti i višeod 50 ) Najveću reakciju na magnezij pokazuju žitarice posebice riža i pšenicazatim različite trave povrće grožđe duhan i voće

U biljci je magnezij pokretljiviji od kalcija i za razliku od njega premješta se ifloemom odnosno i bazipetalno Klorofil je jedini organski spoj čiji je magnezijkonstitucijski element i više ga ima u mladom lišću koje raste Usvajanjemagnezija je aktivan proces uglavnom ograničen na aktivnu zonu korijenaAntagonizam kod usvajanja magnezija javlja se pri suvišku kalcija kalijamangana i rjeđe nekih drugih elemenata

Tablica 616 Koncentracija magnezija () u izdancima kukuruza kod dvijevlažnosti tla i šest varijanata gnojidbe (Irena Jug 2008)

PVK 0(kontrola)

250 kg ha-1 1000kg ha-1

ProsjekKCl K2SO4

KCl + 20 kgsequestren

K2SO4 + 20 kgFeSO4acute 7 H2O K2SO4

50 047 050 042 048 047 027 044100 034 025 022 025 022 018 024Prosjek 041 038 032 036 035 023 034

Na karbonatnim tlima u vlažnim uvjetima magnezij često jače od kalcija utječena pojavu vapnene kloroze U istraživanjima na istoku Hrvatske (Jug 2008)koncentracija kalcija i magnezija u suhoj tvari izdanaka bila je pod značajnimutjecajem vlažnosti tla i gnojidbenog tretmana U sušnim uvjetima koncentracijakalcija bila je za 76 a magnezija za 83 (tablica 616) veća u odnosu naizdanke kukuruza uzgajane u vlažnim uvjetima (100 PVK) Najmanjakoncentracija kalcija i magnezija izmjerena je na tretmanu s 1000 kg K2SO4 ha-1

što je i logično zbog antagonističkih odnosa između ovih dvaju elemenata ikalija

Magnezij je aktivator velikog broja različitih enzima peptidaza dehidrogenazakarboksilaza dekarboksilaza i drugih Kofaktor je gotovo svih enzima kojikataliziraju reakcije fosforiliranih supstrata (nukleofilni ligand npr fosforilnihgrupa) te je neposredno uključen u metabolizam energije U fotosintezi Mgsudjeluje kao aktivni centar klorofila aktivator je ribuloza-difosfat-karboksilaze iutječe na protonski gradijent između tilakoida i strome kloroplasta U glikoliziMg nespecifično aktivira enolazu a također djeluje na dekarboksilaze Krebsovogciklusa

Značajna je uloga magnezija kod agregacije i stabilizacije ribosoma (formiranjepolizoma) u biosintezi proteina Također prijenos aminokiselina s amino-acil-RNK na polipeptidni lanac aktiviran je magnezijem Stoga se kod suboptimalnogsadržaja Mg u biljkama nakuplja topljivi neproteinski dušik smanjuje se

210

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

fotosinteza opada transport škroba iz lišća te je niži intenzitet rasta biljaka uzpad prinosa i njegove kakvoće

Slika 630 Morfoza soje na solonecu (Marijanci) izazvana viškom Na i Mgodnosno manjkom Ca i K (Vukadinović 2011)

663 Nedostatak i suvišak magnezija

Simptomi nedostatka magnezija vezani su uz razgradnju klorofila i pojavljuju seprvo na starijem lišću u obliku kloroze a zatim i na mlađem lišću Kloroza jetipično interkostalna (žile su zelene a prostor između njih je svijetlozelen tzvmramorne vene) kod dikotiledona mramorirana sa svjetlijim međužilnimdijelovima a kod monokotiledona linijska zbog paralelnog pružanja lisnih žilaKod jačeg nedostatka lišće dobiva prvo narančastu zatim crvenu i purpurnuboju te konačno dijelovi lista prelaze u nekrotične površine dok lisne žile jošneko vrijeme ostaju zelene Žita su osjetljiva na nedostatak magnezija naročitou vlatanju kada imaju najveću koncentraciju kloroplastnih pigmenata a deficitmagnezija čest je na lakim pjeskovitim tlima

Suvišak magnezija nije česta pojava Simptomi suviška zapažaju se na tlimanastalim na dolomitima i serpentima a ogledaju se kao specifične morfoze(odstupanje od normalnog izgleda pojedinih organa posebice lista) U istočnoj

211

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Hrvatskoj suvišak magnezija pojavljuje se na solonecima (Vesna Vukadinović2003) čiji KIK može sadržavati više od 60 Mg odnosno dvostruko više negoCa U takvom tlu jasno se zapažaju antagonistički odnosi kationa Naročito jenaglašen odnos CaMg (Loewov zakon) odnosno omjer K(Ca + Mg) toliko da jehabitus biljaka posve netipičan pa se jasno zapaža grmolik izgled soje sitnog inaboranog lista uz preranu pojavu cvijeta (slika 630)

Kod monokotiledonih biljaka mlado lišće se uvija i ne razvija potpuno Biljke pateod nedostatka kalija i kalcija pa se javljaju simptomi deficita tih ali i drugihelemenata

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

7 MIKROELEMENTI

Živa tvar općenito sadrži znatno manju količinu mikroelemenata jer oninasuprot makroelementima djeluju u malim količinama pa se često zapažanjihov deficit ali i suvišak Razlog je usko područje povoljnog djelovanjamikroelemenata (slika 71) Međutim oni su neophodni i jednako važni uishrani bilja kao i makroelementi te kod nedostatka predstavljaju značajanograničavajući čimbenik smanjenja visine prinosa odnosno njegove kakvoćeTakođer vrlo je malo podataka za naše agroekološke uvjete proizvodnje okritičnoj koncentraciji mikroelemenata u tlu i biljkama ispod koje dolazi do padaprinosa i kakvoće proizvoda manjim dijelom zbog velikog broja različitihanalitičkih postupaka a većim zbog nerazumijevanja potrebe za takvimanalizama i relativno visokim troškovima analiza

Mikroelementi imaju vrlo važne i složene funkcije u biljnoj ishrani ali većina njihpovezana je s enzimatskim reakcijama u metabolizmu kako tvari tako i energijeIpak između njih postoje znatne razlike koje se očituju specifičnim funkcijama ubiljkama ali i mikroorganizmima važnim za transformaciju hraniva u tluPrimjerice bakar željezo i molibden su bitan dio kompleksa fotosintetskihreakcija kao i drugih metaboličkih najviše energetskih procesa Cink i mangannajčešće se javljaju kao mostovi koji povezuju enzime sa supstratom

Slika 71 Porast prinosa kod gnojidbe dušikom fosforom i mikro-elementima (Marschner 1986)

Stoga se problemom mikroelemenata u posljednje vrijeme bavi velik brojistraživača izučavajući njihovu fiziološku funkciju i potrebe biljaka (tablica 71)kemijske oblike u tlu usvajanje i primjenu te se sve više proizvode mikrognojivaili se pak mikroelementi dodaju konvencionalnim gnojivima i sredstvima zazaštitu bilja

214

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 71 Prosječna koncentracija mikroelemenata u tlu (površinskih 15cm) i usjevima (Brady and Weil 1999)

MikroelementProsječna koncentracija Omjer

usjevtlotlo (kg ha-1) usjev (mg kg-1)Željezo (Fe) 56000 20 128000Mangan (Mn) 2200 05 14400Cink (Zn) 110 03 1366Bakar (Cu) 45 01 1450Bor (B) 22 02 1110Molibden (Mo) 5 002 1250Klor (Cl) 22 25 109Nikal (Ni) 50 02 1250

Kao posebna vrsta mikrognojiva najčešće se primjenjuju kelati ili organometalnikompleksi (slika 72) čime se povećava njihova pristupačnost i mogućnostprimjene konvencionalno (putem korijena iili lista) Kelatizacijom se povećavabioraspoloživost mikroelemenata (teških metala) nema netopivih talogasmanjena je toksičnost teških metala uz smanjeno ispiranje iz tla

71 ŽELJEZO

Željezo je teški metal u tlu i biljkamanalazi se kao dvo- i trovalentan kation iliu odgovarajućim spojevima Vrlo lakomijenja valentno stanje i može graditikompleksne spojeve a u biljkama jeuglavnom u Fe(III) oksidacijskom stanju

Njegovo podrijetlo u tlu vezano je zamnogobrojne primarne i sekundarneminerale U procesima njhovograspadanja dolazi do oslobađanja željezaa ono u kiselim tlima vrlo brzo iznovagradi sekundarne minerale Svježeistaloženi minerali željeza su u viduamorfnih koloida pristupačnih za ishranubilja

Rezerve u tlu su najvećim dijelom anorganske prirode i ukupni sadržaj željezaobično je između 05 i 40 (prosječno 32 ) Sadrže ga karbonati oksidisilikati sulfidi a najznačajniji su hematit (a-Fe2O3) i getit (a-FeOOH) U tlima s

Slika 72 Struktura kelata(Metal-EDTA)

215

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

puno organske tvari organske rezerve željeza mogu biti značajne i to kao Fe-oksi-hidroksi spojevi i Fe-kelati U ionskom obliku nalazi se kao Fe3+ izuzev u vrlokiseloj sredini kada prevladava Fe2+ Porastom kiselosti i uz prisutnost fosforanastaju vrlo teško pristupačni fosfati željeza dok se u lužnatoj sredini željezonalazi u obliku teško topljivih oksida Stoga kalcizacija i fosfatizacija kiselih talamože znatno smanjiti raspoloživost željeza (tablica 72) Topljivi oblici željeza utlu su Fe2+ Fe3+ Fe(OH)+

2 i FeOH2+ a s porastom pH-vrijednosti topljivost(raspoloživost) željeza jako pada (slika 74)

Tablica 72 Utjecaj kalcizacije i fosfatizacije na raspoloživost Fe upseudoglejnom tlu u ppm (Bertić i sur 1985)

GnojidbaP2O5 kg ha-1

Kalcizacija (CaCO3 t ha-1) Prosjekfosfora0 1 5 10 15 20

120 409 332 306 225 188 143 267240 476 368 292 247 193 159 289480 358 327 307 219 165 131 251

Prosjek CaCO3 415 342 302 230 182 144 169

Slika 73 Sequestren 330 Fe (DTPA - mononatrij-vodik-feri-dietilentriaminpentaacetat molekularna masa = 468 kDa) i Sequestren 138HFe (EDDHA ndash vodik-feri-etilen-bis (alfa-imino-2-hidroksi-fenil-acetic acid) molekularna masa = 413 kDa

Većina poljoprivrednih tala sadrži dovoljno mobilnog željeza te lakomobilnihrezervi premda je nedostatak čest najčešće na jako humoznim (naročitotresetnim) ali i karbonatnim tlima (npr černozemi istočne Hrvatske i neka tlamediteranskog pojasa)

Biljke usvajaju željezo kao ione Fe2+ Fe3+ ili u obliku kelata (slika 73) pri čemutreba izabrati odgovarajući kelatni oblik s obzirom na pH reakciju tla (slika 75)Usvajanje željeza je povezano s redukcijom pa kod nedostatka Fe u tlu biljkeizlučuju korijenom fenole i druge reducirajuće agense Kompeticiju kodusvajanja željeza pokazuju Cu gt Ni gt Co gt Zn gt Cr gt Mn a kod viših pH-vrijednosti smetaju Ca2+ i fosfati Također N-NO3 ishrana smanjuje a N-NH4

216

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

povećava usvajanje željeza U biljnoj tvari je oko 80 željeza u stromikloroplasta vezano na proteine i kao rezerva u obliku fitoferitina a 9-19 Fe ulistu je vezano kao kem-Fe ili Fe-S-proteini

Slika 74 Topljivost željeza ovisno o pH-vrijednosti tla

Slika 75 Raspoloživost različitih Fe-kelata ovisno o pH tla

217

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Koncentracija željeza u suhoj tvari biljaka najčešće je unutar granice 50 i 1000ppm (špinat do 3000 ppm uljarice 100-200 ppm žita 50-80 ppm u zrnu itd)Pokretljivost je u biljkama osrednja do loša jer je 80-90 željeza čvrsto vezanoŽeljezo se premješta u biljci vezano na hidroksikarbonske kiseline fenole tiolepolisaharide ili aminokiseline Premještanje je povezano s metabolizmom ifiziološki aktivnim tvarima Premještanja željeza u biljkama ometa prisutnostCa(HCO3)2 Također kod folijarne primjene željezo se premješta i descendentnoodnosno prema dolje Najveća koncentracija željeza je u lišću pa su potrebe zanjim najveće kod razvoja asimilacijske površine ali i korijen sadrži dosta željeza

Slika 76 Koordinativno povezivanje tiolnih grupa cisteina željezom

Željezo je konstituent mnogih prostetičkih grupa enzima kao što su citokromiperoksidaze katalaze te obvezno dolazi u kem strukturi gdje promjenomvalencije omogućuje transport elektrona

2 3 -Fe Fe e+ + +

Željezo je neophodno za sintezu klorofila redukciju nitrita i sulfata asimilacijuN2 (bez željeza je nodulacija kod Bradyrhizobiuma inhibirana) transportelektrona itd U nedostatku željeza smanjuje se broj fotosintetskih jedinica (PS I)i molekula citokroma f a opada i koncentracija karotenoida Željezo jekonstituent dvije grupe proteina kem-proteini i Fe-S-proteini (slika 76) Ugrupu kem-proteina spadaju citokromi (sadrže Fe i Cu) peroksidaze katalazelegkemoglobin bakterija dok u Fe-S-proteine spada feredoksin važan uoksidoredukcijama posebice PS I sustava

Deficit željeza utječe na promjenu omjera PFe što korelira s pojavom klorozeodnosno veće količine fosfata u biljci inaktiviraju funkciju željeza tako da jezakočena redukcija Fe3+ u Fe2+ uz smanjivanje intenziteta sinteze proteinaporast sadržaja slobodnih aminokiselina i pad sadržaja proteina RNK i ribozomaUsporedo dolazi do porasta sadržaja limunske kiseline zbog smanjene aktivnostiakonitaze Slika 77 pokazuje moguće odnose između fiziološke funkcije željeza ivizualnih simptoma njegove deficijencije

Biljke iznose biološkim prinosom 300-1500 Fe g ha-1 te iako u tlu ima dostaželjeza često zbog poremećaja u sustavu tlo-biljka-klima-agrotehnika dolazi do

218

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

pojave Fe-kloroza To se događa najčešće kada je pH gt 70 ili pH lt 35 Kodvisokog pH i istovremeno niskog sadržaja kalija javlja se tzv vapnena kloroza

Kloroza se rijetko javlja kao stvarni nedostatak željeza već je uglavnomuvjetovana njegovom inaktivacijom tj prelaskom u oblik koji je nepristupačanbiljci Deficit željeza utječe na promjenu omjera PFe što se manifestirameđužilnom (interkostalnom) klorozom prvo mlađih listova jer veće količinefosfata u biljci inaktiviraju funkciju Fe pa je zakočena redukcija Fe3+ u Fe2+

Kod mnogih usjeva utvrđene su značajne genetske razlike u toleranciji prema Feklorozi Naime korijenje kultivara i genotipova koji su tolerantniji na Fe klorozuinicira fiziološku reakciju u uvjetima deficita željeza što povećava mobilnost Fe utlu

Kritična granica nedostatka željeza je kod 50-150 ppm u ST a tipični manjakočituje se interkostalnom (međužilnom) klorozom prvo mlađih listova zatimdolazi do pojave rubne i interkostalne nekroze i opadanja lišća Korijen je kraći izadebljao biljke sadrže manje Fe2+ povećani su omjeri PFe i KCa a sužen NK

Slika 77 Međusobni odnos fiziološke funkcije željeza i vizualnihsimptoma njegove deficijencije (Roumlmheld and Marschner 1991)

Suvišak željeza se rijetko događa osim u vrlo kiselim slabo prozračenim tlimagdje je moguće toksično djelovanje suviška željeza Kritična toksična granica zaFe je 400-1000 ppm (prosječno 500 ppm) a pojava je češća kod uzgoja riže(bronzing efekt) Toksično djelovanje željeza ogleda se u inhibiciji vegetacijskograsta tamnom plavozelenom lišću i mrkoj boji korijena

219

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

72 MANGAN

Mangan je teški metal (ρ = 7440 g cm-3) koji se u biljkama nalazi kao kation Mn2+

i Mn3+ a u tlu i kao Mn4+ i Mn6+ Veliki broj minerala sadrži mangan ali najvećimdijelom u tlu potječe iz MnO2 Mangan sadrže različiti oksidi stupnja oksidacije+2 do +7 (MnO2 piroluzit [MnO(OH)] manganit Mn2O3 braunitMn3O4 hausmanit i dr) Po rasprostranjenosti Mn je u litosferi deseti element

Ukupan sadržaj mangana u tlima je 200-3000 ppm od čega je 01-10 biljkamaraspoloživo Oksidacijski broj mangana ovisi o redoks potencijalu tla pa je uneutralnoj i lužnatoj sredini pristupačnost mangana smanjena zbog nastajanjateško topljivog hidroksida Mn(OH)2 Raspoloživost mangana raste povećanjemkiselosti tla i njegove redukcije do Mn2+ Reducirani mangan (vodotopljivi Mn2+ iizmjenjivo sorbirani Mn2+ te lakoreducirajući MnOOH) biljke lako usvajaju(označava se kao aktivni mangan) dok su više oksidirani oblici kao Mn3+ i Mn4+

inaktivni oblici Biljke lako usvajaju mangan i u obliku kelata

Oranični sloj sadrži više mangana u odnosu na podoranični više ga je na težim ikarbonatnim a manje na lakim i pjeskovitim tlima Pristupačnost mangana jakoovisi o oksido-redukcijskom potencijalu tla U vlažnijim uvjetima porastomredukcije pristupačnost mangana je bolja Pored vlažnosti značajni su i drugičimbenici npr nitrifikacijski procesi pospješuju usvajanje mangana

Sadržaj mangana u biljkama jako ovisi o biljnoj vrsti ali i biljnom dijelu odnosnoorganu Izuzetno značajnu ulogu mangan ima u oksido-redukcijskim procesimaSastavni je dio niza enzima i aktivator enolaza karboksilaza superoksidismutazei drugih enzima ali nije gradivi element jer je konstituent samo proteinamanganina Uloga mu je slična magneziju koji može zamijeniti na nespecifičannačin u aktivaciji dekarboksilaza i dehidrogenaza u Krebsovom ciklusu Takođerfiziološka uloga mangana je nezamjenjiva u fotosintetskom transportu elektronafotosustava II u procesu fotooksidacije (fotolize) vode Značajan je i u redukcijinitrata pa u nedostatku mangana dolazi do njihovog nakupljanja zbog usporeneredukcije Kod dobre raspoloživosti mangana smanjuje se potreba za N P K i Cabez smanjivanja prinosa tako da je mangan značajan za ekonomičnijeiskorištavanje drugih hraniva u tlu

Kod usvajanja mangana antagonizam pokazuju dvovalentni kationi kao što suCa2+ Mg2+ ali i drugi pa usvajanje može biti smanjeno do kritične granice uprisustvu većih količina željeza bakra i cinka Pokretljivost mangana u biljkamaje mala ali ipak bolja od B Ca Cu i Fe Mlađi organi sadrže više manganaProsječan sadržaj u biljkama je 50-250 ppm ali zrno pšenice sadrži prosječnosamo 34 ppm ječma 17 ppm kukuruza svega 6 ppm Mn Kritična koncentracijamangana je lt 10 ppm za šećernu repu (lišće) i pšenicu u klasanju Korijenomšećerne repe odnosi se oko 300 g Mn a zrnom pšenice 100 g ha-1

220

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Smatra se da je kritična granica manjka mangana kod većine biljaka 10-20 ppm uST a akutan nedostatak nastupa kad je Mn lt 10 ppm Simptomi nedostatkamangana se zapažaju kao mrkožute mrlje na lišću dikotiledona ili kao tipičnaprugasta kloroza (samo su lisne žile normalno zelene) monokotiledonih biljakaNedostatak mangana zapaža se češće u tzv sušnim godinama

Otrovnost mangana javlja se kada je u tlu Mn gt 1000 ppm najčešće uekstremno kiselim tlima a očituje se pojavom smeđih mrlja na starijem lišću štoje često povezano sa simptomom nedostatka željeza Smanjenje prinosa za 10 javlja se kad je u tlu gt 200 ppm Mn za kukuruz gt 600 ppm za soju a zasuncokret tek kada je gt 5300 ppm Suvišak Mn izaziva manjak Fe Mo i Mg ubiljkama

73 BOR

Bor je za razliku od svih drugih mikroelemenata elektronegativan semimetal Utlu i biljkama pojavljuje se u tri oblika i to kao H3BO3 H2BO3

- ili HBO32- U tlu

potječe iz primarnih minerala kao što su datolit i turmalin ili sekundarnihboracit kolemanit itd Od spomenutih spojeva najlakše je topljiva borna kiselinakoja se rabi kao borno gnojivo

Topljivost bornih spojeva raste s kiselošću tla pa u kiselim tlima može doći dobrzog gubitka bora ispiranjem Nasuprot tome u alkalnim tlima posebicelakšim i u sušnim uvjetima često se zapaža manjak bora Organska tvar tlatakođer predstavlja značajan izvor raspoloživog bora Sadržaj vodotopljivog borau tlu obično je u granicama 01-30 ppm dok ukupnog bora tla sadrže prosječnooko 30 ppm (2-100 ppm) Veći mu je sadržaj u humusnom horizontu zbogsorpcije na organske koloide (diolnim vezama slika 78) u kojem obliku jeraspoloživ za usvajanje Iznad pH 6 i uz suvišak K i Ca raspoloživost bora se jakosmanjuje

Bor se vjerojatno usvaja u obliku nedisocirane borne kiseline (H3BO3) ali postojemišljenja da se može usvajati i kao boratni anion B(OH)4

- odnosno u oblikukalcijevih i kalijevih borata

( )2 3 2 4H BO H O B OH kod pH 7-- + lt

Usvajanje bora nije potpuno poznato pa čak ima i dilema o prirodi procesa(aktivno ili pasivno usvajanje) Naime bor ulazi s vodom u slobodan prostorkorijena i nagomilava se uz stanične stijenke (prividno slobodan prostor) vežućise slabim vezama kao B-polisaharidni kompleks Ipak na aktivan proces upućujestehiometrijski omjer između usvajanja bora i otpuštanja H+

221

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Pokretljivost i reutilizacija bora u biljkama relativno je slaba pa se često zapažanjegov nedostatak u lišću i gornjim rastućim dijelovima biljaka S porastomtranspiracije intenzivira se ascedentno premještanje bora ksilemom uz porastkoncentracije u rubnim dijelovima lišća i vrhovima rasta Nasuprot tome kodnedostatka vode i niskog intenziteta transpiracije vršni dijelovi pate odnedostatka bora Dakle premještanje bora vrlo je slično kalciju

Ovisno o biljnoj vrsti koncentracija bora je promjenjiva pa tako monokotiledoneimaju manju potrebu za borom (2-5 ppm u ST) a dikotiledone znatno veću (20-80 ppm u ST) Prema Bergmannu normalna je koncentracija bora kod ozimepšenice i ječma 6-12 ppm (56 Feekes skala) kukuruza 7-15 ppm (visina biljaka40-60 cm) šećerne repe 3540-100 ppm (najveća lisna masa) suncokreta 35-100 ppm (formiranje cvijeta) soje 25-60 ppm (završetak cvjetanja) jabuke 25-50ppm (lišće u srpnju i kolovozu) vinove loze 30-60 ppm (lišće u cvjetanju) itdKoncentracija bora veća je u lišću i reproduktivnim organima s najvećomkoncentracijom u prašnicima plodnici i peteljkama Žetvom se odnosi prosječno200-400 g ha-1 a šećernom repom približno 500 g ha-1

Bor je biogeni element premda nije konstituent organske tvari Fiziološka ulogamu je manje poznata prema većini esencijalnih elemenata jer ne ulazi u sastavorganske tvari ni enzima niti ima mogućnost promjene oksidoredukcijskogstanja odnosno valencije Neobično je kako je bor neophodan element za više(vaskularne) biljke ali ne za gljive i alge Suvremena istraživanja su pokazalakako B može biti nespecifično zamijenjen germanijem (Ge) Naime borna igermanijska kiselina kemijski su vrlo slične i grade slične komplekse spolihidroksi fenolima

Slika 78 Nastajanje i tipovi dipolnih veza bora i esterifikacija

Donedavno se smatralo da je bor neophodan za transport ugljikohidrata uobliku bornih estera čija je difuzija kroz biomembrane olakšana za razliku odvisokopolarnih samostalnih molekula šećera Hipoteza se nije održala jer seboratni kompleks saharoze (transportni oblik šećera kod većine biljaka) vrlorijetko može utvrditi u floemu Danas je prihvaćeno da se transport saharozefloemom odvija uz pomoć H+-ATPazne crpke te se boru češće pripisuje uloga usintezi saharoze metabolizmu nukleinskih kiselina fotosintezi metabolizmubjelančevina a u posljednje vrijeme i u stabilizaciji staničnih membrana Utjecaj

222

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

bora na ATPaznu aktivnost biomembrana kao i njihove specifičnekonformacijske promjene (slično kaliju) zapaža se u ubrzanom usvajanju drugihiona korijenom i to nakon prestanka manjka

Veza bora sa šećerima alkoholima i organskim kiselinama je tipa cis-diol pričemu nastaju tri tipa kompleksnih spojeva (slika 78) Specifičnost takvogkompleksa je njegova povezanost s istezanjem staničnih stijenki prekostimulacije ili inhibicije enzimatskih reakcija što se manifestira na rast cijelebiljke

Slika 79 Utjecaj nedostatka bora na fiziološke procese biljaka(Marschner 1995)

Premda bor nije sastojak enzima smatra se da može modulirati njihov radTakva uloga bora jasno se zapaža u stimulaciji OPP (oksidativno pentozofosfatniciklus ili apotomično disanje) degradacije ugljikohidrata kao alternativeglikolitičkoj razgradnji Dokaz tomu je prisustvo 6-P-glukonat-boratnogkompleksa kod dobre opskrbljenosti biljaka borom a kod njegovog manjkanema niti OPP razgradnje šećera niti produkcije fosfoglukonata ali je pojačanaakumulacija fenolnih tvari Naime manjak bora stimulira enzim 6-P-glukonatdehidrogenazu koja regulira prvi (ireverzibilni) stupanj OPP puta Međutimukupno disanje biljaka je pojačano kod nedostatka ali i suviška B uz snižavanjePO kvocijenta odnosno smanjena je efikasnost transformacije energije udisanju

Bor regulira meristemsku aktivnost pa kod njegovog nedostatka dolazi doneregularnog dijeljenja stanica u mladim tkivima posebice u vrhovima rastakorijena i izdanka ali i poremećaja kambijalne aktivnosti (sekundarni meristemi)što se zapaža nepravilnim sekundarnim debljanjem korijena i stabla (slika 79)Razlog poremećene diobe stanica vjerojatno je povezan sa sintezom uracila panjegovo dodavanje biljkama ublažava simptome deficita bora Naime uracil je

Plaz

mal

ema

(PL)

stanična stijenka (SS) SS-PL sučelje

difuzibilna IAAB

B

B

B

~

~~~

~~

~~

~ ~

~~~ ~~~~ ~~

~ ~

~

~~

=C-O =C-O

BHOHO

OO R

B-stabilizirajućikonstituent SSi

B-difenol kompleksinaktivacije fenola

= fenoli = ligninIAA = indol octena kiselina

Primarne posljedice nedostatka BPromjene kemijskih sastava iultrastrukture stanične stijenkePromjene metabolizma fenola(nakupljanje pojedinih fenola)Promjene svojstava plazmaleme

Inhibicija sinteze lignina

Pojačana aktivnost IAA-oksidaze

Niža razina difuzibilne IAA

Sekundarne posljedice

Morfološke i fiziološke promjene uu području dodira stanične stijenkei plazmaleme (SS-PL sučelje)

Inhibicija procesai enzima staničnestijenke

Inhibicija izduživanjadiferencijacija ksilema

Niža razina difuzibilne IAA

Pojačana produkcijaslobodnih kisikovih radikala

Uzrok nedostatka Ca

Oštećenja plazmaleme

Narušavanje metabolizmaRNA i DNA

Promjene u raspodjeliugljikohidrata i dr

O-C= O-C=

223

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

esencijalna baza RNA te kod njegovog nedostatka ne dolazi do povezivanjaribosoma u polisome kao centre sinteze bjelančevina Tako se zaustavlja sintezaproteina i to zapravo potiče neregularnu meristemsku aktivnost Uracil je iprekursor UDPG (uridin-2P-glukoze) aktiviranog oblika glukoze neophodnog zasintezu saharoze pa zbog manjka bora dolazi do blokade transporta asimilatafloemom i to je zapravo najvažnija posljedica manjka bora Smanjena alokacijafotosintata iz lista u druge organe zatim izaziva pojavu kaloznih čepova usitastim stanicama floema pa je krajnja posljedica zapravo inhibicija sintezesaharoze

Između koncentracije bora u biljkama i sinteze nukleinskih kiselina zapaža sečvrsta korelacija te se kod njegovog manjka snižava sinteza RNA i DNA (koja semože ublažiti dodatkom nukleinskih kiselina) Pad sinteze nukleinskih kiselinavjerojatno je posljedica manje ugradnje fosfora u nukleotide što izaziva ipromjenu omjera [guanin + citozin] [adenin + uracil] kod RNA Manjak bora ubiljkama povezan je i s nagomilavanjem N-NO3 u korijenu lišću i peteljkama uzsniženu aktivnost NRaze (nitratne reduktaze) i oksidaze askorbinske kiseline ulišću pa opada intenzitet sinteze proteina zbog smanjenog dotoka reduciranihoblika dušika naravno uz manji intezitet rasta

Nedostatak bora praćen je i smanjenom sintezom citokinina uz povećan sadržajauksina pa promjena fitohormonalne ravnoteže potiče također neregularnumeristemsku aktivnost uz često odumiranje vrhova rasta i deformacijenovoformiranih tkiva Smatra se da je uzrok tome blokada inhibitora IAAoksidaze (oksidaze indoloctene kiseline) uz nagomilavanje auksina što izazivapretjerano istezanje stanica To uzrokuje preveliko naprezanje novoformiranihtkiva koja se deformiraju i na kraju pucaju Otuda nekoordinirana meristemskaaktivnost rezultira krastavošću kod voća rozetavošću i pojavom suhe truleži srcašećerne repe itd

Manjak ili suvišak bora ima utjecaja i na organizaciju i rad mitohondrija te prekonjih na aerobnu fazu disanja a posredno i na propustljivost protoplazme i njezinpH te općenito bubrenje koloida Prvo se manjak B manifestira smanjenim iabnormalnim apikalnim rastom mlado lišće je deformirano naborano čestozadebljalo i tamne plavozelene boje uz čestu pojavu interkostalne i rubnekloroze Lišće i peteljke su krti zbog smanjene transpiracije S jačim nedostatkombora jako je smanjen porast biljaka slabije je zametanje cvjetova i plodova većidio korijenskih dlačica odumire pa se sve više smanjuje usvajanje vode i hranivaiz tla Oplodnja je slaba jer bor utječe povoljno na klijanje polena angiospermi au njegovom nedostaku formiraju se često partenokarpni plodovi (bez sjemena)slabe kakvoće

Povoljna ishrana borom ubrzava sazrijevanje poboljšava kakvoćupoljoprivrednih proizvoda omogućuje normalnu sintezu klorofila biljkezahtijevaju manje kalcija ali više kalija i povećana je otpornost na sušu i visoke

224

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

temperature Moguć je ponekad i suvišak bora najčešće u staklenicima pričemu se zapaža rubna nekroza uz anatomsko-morfološke promjene lišća

Bor se primjenjuje redovito u poljoprivrednoj proizvodnji najčešće kod šećernerepe jer ona zahtijeva dobru opskrbu tijekom čitave vegetacije a u njegovunedostaku poremećaji metabolizma se jasno manifestiraju Kritična granicaopskrbljenosti borom u lišću šećerne repe je 32 ppm kod najpovoljnijeg omjeraprema kalciju 1220 Općenito kritična granica opskrbljenosti borom je zadikotiledone 20-70 ppm a samo 5-10 ppm kod monokotiledona u suhoj tvariRani simptomi manjka bora kod šećerne repe zapažaju se kao anatomskepromjene mladog lišća koje je uvijeno manje i tamnije boje dok je starije lišćekrto i klorotično glava korijena je šuplja i često naknadno inficirana gljivicamaIndikativan je izgled peteljki koje imaju tipične plutaste izrasline jer je manjak Bčesto povezan s manjkom kalcija Posljedice su uvijek snižena koncentracijasaharoze (polarizacija) uz manji prinos korijena U nedostatku B dolazi doodumiranja vegetacijskog vrha biljaka (i gubitka apikalne dominantnosti) asuncokret je od usjeva naročito osjetljiv na nedostatak bora

Suvišak bora može se pojaviti kod navodnjavanja ili primjene komposta s punobora Kritična granica toksičnosti je za kukuruz 100 ppm 400 ppm za krastavcea 1000 ppm za bundeve

74 CINK

Cink je teški metal (ρ = 7133 g cm-3) U tlu vuče podrijetlo iz primarnih isekundarnih minerala Kisele stijene sadrže manje cinka (granit gnajs) a alkalneznatno više (bazalt) Prosječan sadržaj cinka u tlu je 5-20 ppm Biljke ga usvajajukao kation Zn2+ ZnCl+ [Zn(NH3)4]2+ Zn(OH)+ i Zn-kelate i za razliku od Fe Mn Cui Mo u biljkama je uvijek Zn2+

Usvajanje cinka je aktivan proces pri čemu inhibitorno djeluju sljedeći ioni Mg2+

gt Ca2+ = Sr2+ = Ba2+ Niska temperatura kao i suvišak fosfora snižavaju usvajanjeZn Pristupačnost cinka je veća u kiselim tlima i u tim okolnostima postojiopasnost od njegovog ispiranja Nedostatak cinka javlja se najčešće na teškimglinovitim tlima ali i karbonatnim tlima istočne Hrvatske te solonecima Cink sevrlo čvrsto sorbira na izmjenjivački kompleks tla te mu je koncentracija uvodenoj fazi izuzetno niska

Sadržaj cinka u biljkama je nizak i ovisno o biljnoj vrsti koncentracija je ugranicama od 06 ppm (jabuka) do 83 ppm (konoplja) u suhoj tvari Kod većegsadržaja fosfora u tlu usvajanje cinka je smanjeno Ta pojava posebice jeznačajna za kukuruz kod kojega fosfor često inducira deficit cinka (slika 710) uz

225

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

akumulaciju većih količina željeza Pokretljivost cinka u biljci je osrednja (boljaod Fe B i Mo) a smatra se da je u ksilemu u obliku citrata kelata ili kaoslobodan ion

Fiziološka uloga cinka je vrlo opsežna i značajna Cink utječe na metabolizammnogih tvari posebice proteina Sastavni je dio mnogih enzima gdje kaodvovalentni kation gradi tetrahedralne kelate odnosno povezuje enzim sasupstratom Sudjeluje u građi enzima karboanhidraze (OH- + CO2 laquo HCO-

3)dehidrogenaze (malat glutamat itd) alkohol-dehidrogenaza superoksid-dismutaza itd a ujedno je i njihov aktivator (enzimi sa SH grupom aldolazeizomeraze DNAaza itd) Značaj cinka je izuzetno velik u biosintezi DNA i RNA(RNA polimeraza) sintezi proteina (preko prometa RNA i utjecaja na struktururibosoma) sintezi auksina odnosno utječe na rast biljaka (preko utjecaja nasintezu triptofana) stabilizaciji biomembrana i dr Cink također utječe naaktivnost ribuloza-15-fosfat karboksilaze-oksidaze (karboksidismutaze)usvajanje i transport fosfora i aktivnost fosfataza povećava otpornost premabolestima (preko utjecaja na proteosintezu) suši (smanjuje transpiraciju) iniskim temperaturama

Slika 710 Korelacija koncentracije cinka i fosfora u izdancima kukuruza(Jug 2008 doktorska disertacija)

Kritična granica nedostatka cinka je 15-30 ppm u ST lišća Osjetljive biljke nanedostatak cinka su kukuruz lan i soja a otporne žita Simptom nedostatkacinka uočava se u interkostalnoj klorozi (međužilnoj) lišća sitnolisnatosti irozetastoj formi mlađeg lišća (skraćenje internodija) Suvišak cinka rijetko sejavlja i to samo na kiselim tlima i rudištima (kritična granica suviška je 200-500ppm u ST lišća) a očituje se niskim rastom sitnim listovima i smanjenimkorijenom lišće sadrži crvenkastomrke pjege ali za razliku od suviška Fe i Mnone su podjednako na mlađem i starijem lišću

226

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

75 BAKAR

Sadržaj bakra u tlu prosječno je 5-50 ppm Usvaja se kao Cu2+ (kupri) i pripadaskupini teških metala (ρ = 8960 g cm-3) koje se čvrsto sorbiraju na koloide tlaposebice organske Bakar u tlu vodi podrijetlo iz primarnih minerala gdje senalazi u jednovalentnom obliku a nakon njihovog raspadanja oksidira se doCu2+ U tlu bakar gradi vrlo stabilne kompleksne spojeve s organskim kiselinamapolurazloženim ili humificiranim organskim tvarima i tako vezan biljkama jeslabo raspoloživ Zbog toga se manjak bakra češće javlja na jako humoznim tlimauslijed organske fiksacije Na raspoloživost bakra značajno utječe pH reakcijatla i pristupačnost mu raste s kiselošću (optimalan pH je 45-60)

Biljke usvajaju bakar kao Cu2+ ili u vidu kelata Proces usvajanja je aktivan ismatra se da postoji specifičan prenositelj Kod usvajanja konkurenciju bakručine Mn Fe i Zn a također je zapaženo da dobra opskrbljenost biljaka dušikom ifosforom često izaziva nedostatak bakra Translokacija bakra je osrednja u obapravca i to u vidu Cu-kompleksa obično s aminokiselinama pa ga korijen biljakasadrži u znatnim količinama Biljke sadrže 2-20 ppm Cu u suhoj tvari a slabo suopskrbljene bakrom ako je koncentracija Cu lt 4 ppm

Fiziološka uloga bakra vrlo je značajna jer je on sastavni dio ili aktivator mnogihenzima koji sudjeluju u oksidacijskim procesima (spojevi stupnja oksidacije +1+2 i +3) ali u vodenoj sredini protoplazme stabilni su samo spojevi Cu(II) Bakarutječe na sintezu proteina stabilizira molekule klorofila i sudjeluje u sinteziantocijana Ulazi u sastav plastocijana citokromoksidaze c (transport elektrona)fenoloksidaze (oksidacija fenola u kinon) lakaze i fenolaze (lignifikacija)hidroksilaze (transformacija fenilalanina u tirozin) oksigenaze oksidazeaskorbinske kiseline superoksiddismutaze više aminooksidaza (utječe naoksidacijsku dezaminaciju) galakto-oksidaze itd Za razliku od enzima koji sadržeFe Cu-enzimi mogu direktno reagirati s O2 i stoga preferiraju terminalneoksidacijske procese

Bakar ima izražen afinitet prema proteinskoj strukturi pa je 70 bakra ubiljkama vezano na proteine u kloroplastima gdje ima ulogu stabilizatoraposebice klorofila Značajna mu je uloga u metabolizmu dušikovih spojeva jerregulira vezivanje amonijaka na ketokiseline utječe na sintezu nukleinskihkiselina bakterijskog leghemoglobina metabolizam ugljikohidrata lignifikacijuformiranje polena i plodnost biljaka povećava otpornost na niske temperature idr

Bakar djeluje u vrlo niskim koncentracijama ali se i pored toga često nađe ubiljkama u manjoj količini od potrebne Kritična granica opskrbljenosti bakrom jeu vegetativnim organima 10-35 ppm u ST ovisno o biljnoj vrsti i dijelu biljkeOsjetljive biljke su pšenica ječam lucerna i duhan Simptomi manjka bakra su

227

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kloroza i nekroza lišća odumiranje vršnih izdanaka uvenuće uvijanje lišća iodumiranje mlađeg lišća Zbog nedovoljne lignifikacije dolazi do anatomskihpromjena i gubitka apikalne dominantnosti slično kao kod bora Suvišak bakravrlo je rijetka pojava (gt 15-30 ppm u ST) obično na kiselim tlima ili koddugogodišnje primjene bordoške juhe u voćnjacima i vinogradima Otrovnostbakra očituje se smanjenim rastom korijena i izdanaka klorozom starijeg lišća icrvenkastomrkom rubnom nekrozom

76 MOLIBDEN

Molibden je vrlo čvrst metal visoke gustoće (ρ = 8570 g cm-3) koji je u vodenojsredini anion Sadržaj molibdena u tlima je izuzetno nizak 06-30 ppmprosječno oko 2 ppm Kisela tla s dosta slobodnog željeza i aluminija sadrže malomolibdena Biljke molibden usvajaju u obliku visoko oksidiranog molibdata(MoO4

2- ali i kao Mo(IV) i Mo(V)) te u biljkama egzistira kao anion pa mupristupačnost raste porastom lužnatosti suprotno svim drugimmikroelementima Konkurentni ioni kod usvajanja su OH- i SO2-

4 dok usvajanjepotpomažu Mg2+ i NH4

+

Slika 711 Model nitrogenazne N2 redukcije

Fiziološka uloga molibdena je značajna Sudjeluje u oksidaciji sulfita (SO32- do

SO42-) i redukciji nitrata (slika 711) te se kod nedovoljne opskrbe Mo aktivnost

nitratne reduktaze smanjuje opada sinteza proteina narušava se kloroplastnastruktura i usporava rast biljaka Zanimljivo je kako se simptomi deficitamolibdena mogu spriječiti primjenom volframa (tungstena ρ = 19300 g cm-3)Nedostatak molibdena utječe na povećan sadržaj neproteinskih topljivih oblikadušika npr amida uz smanjivanje ribonukleazne aktivnosti

Biljke sadrže vrlo malo molibdena čak ispod 1 ppm (01-05 ppm u suhoj tvari) arelativno veći sadržaj molibdena je u biljkama iz porodice leguminoza i krstašicaPokretljivost molibdena u biljkama je osrednja Kod manjka molibdena dolazi dozastoja u nitratnoj redukciji (enzim nitratna reduktaza) i nedostatka reduciranih

228

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

oblika dušika potrebnog za sintezu aminokiselina i proteina Molibden jenezamjenjiv kod mikroorganizama (enzim nitrogenaza) koji obavljaju fiksacijuN2 Također smanjen je katabolizam aminokiselina koje sadrže sumpor (cisteincistin i metionin)

Manjak molibdena je rijetka pojava (kad je lt 01-10 ppm Mo u ST lišća) i prvo sezapaža na starijem lišću u obliku žutih i žutozelenih područja uz uvijanje rubova irozetavosti kod cvjetače Lišće je kod dikotiledona uže deformirano i naročitosuženo u donjem dijelu uz lisnu dršku Tipičan je simptom nedostatka kod biljakaiz porodice krstašica u obliku kauliflorije (formiranje cvjetova na stablu bezcvjetnih stapki) Kod kukuruza ne dolazi do potpunog formiranja prašničkihantera i količina polena se smanjuje Suvišak Mo je vrlo rijetka pojava (kritičnagranica toksičnosti je 200-1000 ppm u suhoj tvari) koja se manifestirasmanjenim rastom i klorozom mlađeg lišća

77 KLOR

Klor je zelenožuti plin a ubraja se u grupu mikroelemenata tek u posljednjevrijeme Naime biljke ga sadrže u velikim količinama 1-20 g kg-1 (npr 12 u STlišća šećerne repe 18 u stabljici lana itd) a za njegove specifične fiziološkefunkcije dovoljne su ultraniske količine Biljke aktivno usvajaju klor kao anion Cl-a smatra se da je prenositelj proteinske prirode Kod usvajanja klora antagonistisu anioni SO4

2- i NO3-

Sadržaj klora je u tlu izuzetno promjenjiv zbog lake pokretljivosti (100-1000 kgha-1 u vodotopljivom obliku) U tlo dospijeva u velikoj količini gnojidbommineralnim gnojivima a u zaslanjenim tlima često se nalazi u toksičnoj količini

Klor ne ulazi u građu organske tvari biljaka premda ga pepeo bilja sadrži uvelikoj količini Pretežito je lociran u lišću vakuolama i značajno utječe naosmoregulaciju i otvaranje puči odnosno odražavanje ionske ravnoteženeophodne za usvajanje drugih elemenata i odvijanje fotosinteze Zajedno smanganom sudjeluje u fotolizi vode (izdvajanje O2 u procesu fotooksidacije vodePS II ovisi o kloru) ubrzava dijeljenje stanica lista regulira stomatalnu aktivnostutječe na premještanje ugljikohidrata vodni režim biljaka i membranskitransport H+

Biljne vrste različito reagiraju na povećanu prisutnost klora u tlu nakon gnojidbeOd strnih žita najveću koncentraciju klora podnosi zob dok su osjetljive biljnevrste vinova loza i duhan (loše sagorjevanje) a kod krumpira je smanjena sintezaškroba Klor dobro podnosi šećerna repa Suvišak klora dovodi do porastaturgora i smanjenja transpiracije uz pojavu sitnih i deformiranih listova

229

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Simptomi nedostatka nisu zapaženi u prirodnim uvjetima jer se klor lako usvajaiz tla ali i atmosfere U kontroliranim uvjetima nedostatak klora zapaža se prvokao sklonost uvenuću biljaka kod nedostatka vode a zatim se pojavljuje kloroza ibronzing (metalni sjaj lišća)

78 NIKAL

Nikal je posljednji stekao status esencijalnog mikroelementa Kemijski je sličanželjezu i kobaltu (metal ρ = 8902 g cm-3) U biljkama se nalazi kao Ni(II) alimože egzistirati i kao Ni(I) i Ni(III) Gradi stabilne kompleksne spojeve npr scisteinom i limunskom kiselinom Neophodan je za rad enzima ureaze i mnogihhidrogenaza potrebnih za redukciju sulfata fotosintezu i oksidaciju vodika kodbakterija (Rhizobium i Bradyrhizobium imaju vrlo nisku hidrogenaznu aktivnostkod nedostatka Ni) Nikal je značajan za usvajanje željeza također i u procesimaklijanja sjemena pa kod slabe opskrbe niklom biljke kasnije prelaze ureproduktivnu fazu

Koncentracija nikla u biljkama je vrlo niska (10-100 ppm u suhoj tvari) alimože lako dosegnuti toksične granice (10-50 ppm u ST) na onečišćenim tlimakorištenjem gradskog otpada kao organskog gnojiva ili na tlima gdje matičnisupstrat sadrži puno nikla (npr lapori)

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

8 KORISNI ELEMENTI (BENEFICIJALNI ELEMENTI)

81 KOBALT

Povući oštru granicu između neophodnih (esencijalnih) i korisnih (beneficijalnih)elementa ishrane vrlo je teško Dobar primjer je kobalt (metal ρ = 8900 g cm-3)koji je esencijalni element za fiksaciju atmosferskog N2 kod leguminoza pa unedostatku kobalta biljke pate od manjka dušika Kobalt sudjeluje i u inhibicijisinteze etilena (biljni hormon)

Koncentracija kobalta u tlu je izuzetno niska prosječno 002-05 ppm Često seubraja u neophodne elemente (kod životinja obvezno) zbog nekih važnihfizioloških funkcija Naime smatra se da kobalt sudjeluje u razgradnji peroksidanastalog u različitim oksidacijskim procesima i da blokira rad enzima koji sadržeželjezo

Biljke sadrže obično 1-40 ppm kobalta U živoj tvari Co lako gradi organometalnespojeve slično Fe Mn Zn i Cu te može ometati fiziološku ulogu tih elemenatakod većih koncentracija

Kobalt je neophodan element za simbiotske (Rhizobium i Bradyrhizobium) inesimbiotske (modrozelene alge) N2-fiksirajuće mikroorganizme pa kod manjkakobalta pada organska produkcija leguminoza Konstituent je vitamina B12 koji jesrodan keminima (npr hemoglobinu)

82 NATRIJ

Natrij je vrlo lagani srebrnobijeli alkalni metal (ρ = 0971 g cm-3) koja se nalazi usvim tlima (oko 28 u litosferi) a biljke ga usvajaju kao Na+ U alkaliziranimtlima koncentracija natrija lako dostiže toksične vrijednosti Također većekoličine natrija u tlu pogoršavaju strukturu tla jer djeluju peptizatorski odnosnoutječu na disperziju mikroagregata uz pojavu pokorice ljepljivosti i nizapoteškoća u obradi tla

Sadržaj natrija u biljkama jako ovisi o biljnoj vrsti Postoje mišljenja kako je natrijesencijalni element za neke halofite i biljke s C4 tipom fotosinteze ali to još nijedefinitivno potvrđeno Natrij se lako usvaja i budući da se u biljkama nalaziisključivo kao ion jako utječe na osmotsku vrijednost i hidratiziranostprotoplazme Na taj način natrij regulira vodni režim biljaka pa može kod nekih

232

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

biljnih vrsta na nespecifičan način zamijeniti kalij Dakle natrij zamjenjuje kalij ufunkciji elektrolita ali ne može zamijeniti njegove fiziološke funkcije umoduliranju rada enzima Stoga kod kaliofilnih biljaka (npr šećerna repa) natrijpokazuje pozitivan utjecaj na visinu prinosa dok kod drugih biljaka pretežitoutječe negativno (tablica 81)

Tablica 81 Utjecaj porasta koncentracije NaCl na rast šećerne repekukuruza i graha (Marschner 1986)

Biljnavrsta

Konc NaClmmol dm-3

Suha tvarrelativno

mekv g-1 STNa Cl K Ca

Šećerna repa

0 100 01 005 33 1625 108 17 10 22 0550 115 21 12 20 04

100 101 26 15 19 03

Kukuruz

0 100 002 001 16 0525 90 02 05 18 0350 70 02 06 20 03

100 62 03 08 20 03

Grah

0 100 002 001 17 2925 64 004 10 22 3750 47 02 14 19 34

100 37 04 15 22 36

Utvrđeno je da starije biljke usvajaju više natrija od mlađih i nakupljaju ga uvakuolama gdje sudjeluje u neutralizaciji suvišnih kiselina Kod dovoljneraspoloživosti kalcija usvajanje natrija je smanjeno Uglavnom se smatra da jenatrij koristan element samo za neke biljne vrste npr šećernu repu duhan ilucernu

83 SILICIJ

Silicij je lagani (ρ = 2329 g cm-3) polumetal (metaloid) koji se u tlu nalazi u vrlovelikim količinama (drugi po rasprostranjenosti u litosferi odmah iza kisika 272) ali je njegova raspoloživa količina mala zbog slabe topljivosti krutih Sispojeva U vodenoj fazi tla prevladava ortosilicijeva kiselina Si(OH)4 a biljkeusvajaju silicij vjerojatno kao silikatni anion SiO4

4- U tlu silicij potječe iz procesarazlaganja primarnih silikatnih minerala ili izomorfne izmjene kationa kalcijamagnezija željeza i aluminija iz kristalne rešetke sekundarnih minerala

233

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Korisna uloga silicija očituje se učvršćivanjem mehaničke osnove biljaka jer sesilicij javlja u obliku inkrustacija u sekundarnim staničnim stijenkama papovećava otpornost biljaka prema polijeganju štetnim insektima i gljivičnimoboljenjima

Po kemijskim svojstvima silicij je sličan fosforu i boru pa se smatra da imaodređenu ulogu u procesima gdje ta dva elementa sudjeluju Također jezapaženo kako gnojiva koja sadrže silicij utječu na bolje usvajanje fosforavjerojatno tako što silicij zamjenjuje fosfor vezan na seskviokside Zapažena jeuloga silicija i u sprječavanju toksičnosti suviška Mn Fe i Al kao i u snižavanjutranspiracije

Silicij se u biljkama nalazi u obliku koloidne metasilicijske kiseline (H2SiO3)odnosno kao amorfni silicij SiO2 acute n H2O te SiO2 inkrustiran u stanične stijenke iu omotaču škrobnih zrna gdje je kompleksno vezan na ugljikohidrate Strna žitasadrže znatnu količinu silicija kao i biljke koje rastu na vlažnim tlima

84 SELEN

Selen je polumetal (metaloid) male gustoće (ρ = 4790 g cm-3) i kemijski sličansumporu U tlu se javlja u različitim oksidacijskim stupnjevima (II Se2+ 0 IVSeO3

2- i VI SeO42-) a biljke ga usvajaju kao selenat (SeO4

2-) ili selenit (SeO32- )

anion Kod visoke raspoloživosti selena u tlu jako je smanjeno usvajanje sulfata itada Se zamjenjuje S u cisteinu i metioninu (slika 81) te enzimima koji sadržesumpor (npr ATP sulfurilaza) Biljke rado akumuliraju Se a dopuštena jekoncentracija 1-5 ppm u suhoj tvari za animalnu i ljudsku prehranu zbogtoksičnog djelovanja (pojava sljepila i paralize)

Slika 81 Selenocistein metilselenocistein i selenometionin

Selen je esencijalni element za ljude i životinje (kofaktor glutation peroksidaze)

234

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

85 ALUMINIJ

Aluminij je laki srebrnobijeli metal male gustoće (ρ = 2698 g cm-3) jedan odnajzastupljenijih elemenata litosfere (treći po zastupljenosti 8 ) sudjeluje ugrađi sekundarnih minerala i u vodenoj fazi tla može biti slobodan kad je pHispod 50 Ima podataka kako utječe na stimulaciju rasta više biljnih usjeva(kukuruz šećerna repa i dr) premda je pouzdano utvrđeno kako aluminij trebabiljka čaja ali mnogo je više rezultata istraživanja o njegovim toksičnimefektima Npr kritična koncentracija kod soje je 5-9 microM (10 redukcijeprinosa) a nodulacija prestaje već kod 04 microM

Fitotoksični efekti Al(H2O)63+ (Al3+ po konvenciji) zapažaju se općenito kad je pH

ispod 45 (slika 82) Tada treba obvezno izvršiti kalcizaciju ili primijeniti gips(CaSO4 sulfatizacija) odnosno rabiti superfosfat pri čemu nastaju netoksičnispojevi Al2(SO4)3 a mogu se primijeniti i sirovi mljeveni fosfati koji su topljivi utako kiselim tlima npr fluorapatit te nastaju netoksični AlF2+ i AlF2

+

Slika 82 Kemijski oblici alumimija ovisno o pH tla

Povoljan utjecaj aluminija na rast biljaka zapažen je uglavnom kod biljnih vrsta ilikultivara koje podnose njegovu visoku koncentraciju (više od 30 microM Al3+)Smatra se kako mehanizam tolerancije na suvišak aluminija u tlu počiva naizlučivanju limunske i jabučne kiseline korijenom koje neutraliziraju ionealuminija (slika 83) premda ima više hipoteza

235

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 83 Moguće kemijske reakcije tolerantnosti biljaka na aluminij

86 VANADIJ JOD TITAN LANTAN I CER

Biljna tvar sadrži ekstremno male količine i drugih elemenata kao što su vanadijjod titan lantan cer i dr Vanadij (V) i titan (Ti) neophodni su elementi za nekemikroorganizme i alge (vanadij za algu Scenedesmus) a kod viših biljakavjerojatno sudjeluju kao katalizatori različitih fizioloških procesa V djelomičnomože zamijeniti Mo u N2 fiksaciji mikroorganizama (Rhizobium iBradyrhizobium) U posljednje vrijeme ispituju se povoljni učinci lantana (La) icera (Ce) na rast i tvorbu prinosa biljaka

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

9 ZNAČAJ MAKRO I MIKROELEMENATA U ISHRANI LJUDI

Makro (potreba veća od 200 mg dan-1) i mikro elementi sudjeluju u građi velikogbroja različitih spojeva u ljudskom organizmu (mikroelementi u oko 50000spojeva) i kao kod biljaka tako i kod ljudi često izazivaju poremećajemetabolizma s vidljivim simptomima zbog suviška manjka ili interakcijaantagonističkih ali i sinergističkih Biljke su najvažniji izvor mineralnih tvari zaljude i životinje Tek odnedavno se elementi bor krom mangan nikal kositarvanadij molibden arsen litij aluminij stroncij cezij i silicij smatraju nužnima uljudskoj prehrani

Tablica 91 Prosječna koncentracija elemenata u ljudskom tijelu

Makroelementig kg-1

Mikroelementimgkg-1

CaPK

NaClS

Mg

15102

16111504

FeZnCuMoSeI

MnCo

20-5010-50

1-51-41-2

03-0602-05

002-01

91 KALCIJ (CA)

Dnevne potrebe odraslog čovjeka su 12 g Ca a za trudnice najmanje 15 g Cadnevno

Kalcij je po zastupljenosti peti element u ljudskom tijelu strukturni elementkostiju a na staničnoj razini je ionski glasnik s mnogobrojnim funkcijama

Smetnje u pravilnoj opskrbljenosti tijela kalcijem može prouzročiti prekomjernokonzumiranje kiselina kuhinjske soli konzervirane hrane i limunade Vitamin Dmangan i fluor potpomažu njegovu ugradnju u kosti i zube a koči juprekomjerno konzumiranje špinata rabarbare i kakaa

Ekstremni nedostaci ovog elementa dovode do grčenja mišića Stoga djeci sčestim grčevima manjka Ca Mg vitamin D a često i Mn Posebice je značajnapravilna prehrana kalcijem kod trudnica i bolesnika s osteoporozom Razumljivonjegov nedostatak rezultira krhkim i lomljivim kostima lošim zubima i noktimate presuhom i slabom kožom

238

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Najznačajnije namirnice u pravilnoj prehrani kalcijem su sirevi i ostali mliječniproizvodi sezam leća orasi jetra školjke i srdele

Prekomjerno unošenje Ca u organizam prehranom praktički nije moguće

92 FOSFOR (P)

Dnevne potrebe odraslog čovjeka za fosforom su 800 a trudnica 12 g dan-1

Uzimanje visokih doza dovodi do gubitka kalcija odnosno smanjivanja gustoćekoštane mase Fosfor je nezamjenjiv u metabolizmu energije i tvari građi ATPfunkcioniranju mnogih enzima izgradnji nukleinskih kiselina fosfolipidafosfoproteina sudjeluje u građi velikog broja koenzima metabolizmu eritrocitaitd

Sastojak je gotovo svih namirnica a manjak fosfora (hipofosfatemija) je rijetkapojava

93 KALIJ (K)

Dnevne potrebe odraslog čovjeka su ~ 35 g K a u količinama do 5 g dan-1 jeneškodljiv

Manjak kalija uglavnom nije uzrokovan nedostatnim unošenjem u organizamveć prekomjernim izlučivanjem tijekom teškog rada i sportskih napora posebiceu kombinaciji s uzimanjem prevelikih količina kuhinjske soli laksativima ilijekovima protiv visokog tlaka Kalij je neophodan u radu mišićnog staničja te suposljedice nedostatka grčevi slabija aktivnost crijeva i slabljenje srca a kofaktorje enzima piruvatkinaze Tromost probavnih organa učinkovito se može riješiti ibez laksativa konzumiranjem sjemenki lana i hranom bogatom vlaknima uzvelike količine tekućine

Kalijem bogate namirnice su mrkva gljive sojino brašno pšenične klice kajsije ibanane (posebice suhe) sokovi od povrća i mineralna voda

Prekomjerno unošenje kalija u organizam može oštetiti bubrege koji regulirajunjegov sadržaj u tijelu a inzulin je prvi u obrani od hiperkalemije

94 NATRIJ (NA)

Dnevne potrebe odrasle osobe su 2-4 g Na

Natrij je nezamjenjiv elektrolit u ljudskom tijelu Njegova normalnakoncentracija u izvanstaničnoj tekućini je 135 do 146 mmol dm-3 K i Na su vrlovažni u održavanju transmembranskog potencijala i prijenosu nervnih signala asam natrij utječe na topljivost drugih minerala u krvi i sprječava nakupljanje

239

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

depozita unutar krvotoka Velike količine se gube znojenjem a hiponatremiju(manjak Na) karakterizira pojava slabosti cijelog organizma uz dezorijentaciju štou vrlo ozbiljnim slučajevima može izazvati neurološke probleme ikardiovaskularnu nestabilnost

Unosi se u velikoj količini hranom i kuhinjskom soli resorbira se dobro a suvišakse izlučuje bubrezima

95 KLOR (CL)

Odrasloj osobi se preporuča unos od 750 do 900 mg Cl dnevno

Klor je važan za ljude U tijelu je anion i kao takav važan je elektrolitizvanstaničnih tekućina posebice u održavanju osmotske vrijednosti izadržavanju vode U želucu gradi solnu kiselinu važnu za razgradnjubjelančevina ima ulogu u apsorpciji vitamina B12 transportu i oslobađanju CO2Također uz kalij i natrij je važan prijenosnik električnih signala ljudskog tijela

96 SUMPOR (S)

Sumpor je strukturni element bjelančevina s kojima se unosi u tijelo u dovoljnojkoličini (ulazi u građu aminokiselina cisteina cistina i metionina) Unosi se i kaoanorganski sumpor (sulfati i sulfidi)

Gradi niz važnih spojeva kao što su tiamin biotin sulfolipidi konjugirane žučnekiseline i dr sudjeluje u velikom broju enzimatskih reakcija u građi antitijela itdPri nedostatku sumpora dolazi do degeneracije kolagena hrskavice ligamenata itetiva

97 MAGNEZIJ (MG)

Dnevne potrebe odraslog čovjeka su 300-400 mg Mg

Magnezij utječe na rad više od 300 enzima i kofaktor je svih enzima uključenih uprocese fosforilacije pomoću ATP (fosfataze pirofosfataza i dr) Njegovnedostatak je često posljedica pojačanog izlučivanja (sportski napori i tešketjelesne aktivnosti uz laksative i lijekove za izlučivanje tekućine dijabetes) adovodi do problema s mišićnim staničjem uz pojavu srčanih smetnji (pseudo-angina pectoris aritmija) noćnih bolova u listovima nogu i teškoća s krvožilnimsustavom (slabija prokrvljenost) Osim toga manjak može izazvati poteškoće sprobavom koncentracijom pojavu razdražljivosti kronični umor depresije ipojačano izlučivanje adrenalina što vrlo često rezultira stresom

Magnezijem bogate namirnice su kakao pšenične mekinje orasi kruške zelenolisnato povrće suncokret soja kikiriki i riža

240

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Toksične količine Mg su 20-30 g dnevno ali se te količine teško mogu unijetiprehranom (treba biti pažljiv kod problema s bubrezima i štitnjačom) TakođerMg može priječiti djelovanje tetraciklin antibiotika

98 ŽELJEZO (FE)

Dnevne potrebe odraslog čovjeka su 10-15 mg Fe odrasle žene i mladi u razvojutrebaju 20 mg a trudnice do 60 mg Fe

Nedostatak željeza često se javlja kod djece koja konzumiraju malo voća ipovrća kod vrhunskih sportaša trudnica žena tijekom mjesečnog ciklusa idobrovoljnih davatelja krvi Kod starijih ljudi slabija je produkcija želučanekiseline što dovodi do slabog iskorištavanja Fe iz hrane Također prekomjernouživanje crnog čaja (tanin) veže Fe u crijevima i čini ga neraspoloživim

Fe je konstituent crvenih krvnih zrnaca koja prenose kisik (hemoglobin) ugljičnidioksid i neke druge spojeve Stoga njegov nedostatak dovodi do slabijepokretljivosti slabe prokrvljenosti kože čestih migrena dekoncentracije a čestsimptom su ispucali kutovi usana

Namirnice bogate željezom su grah usoljene haringe crveno meso prosoleća orasi (špinat sadrži nedovoljno željeza) Treba ga konzumirati hranomzajedno s vitaminom C i bakrom

Toksični učinak se pojavljuje unošenjem 5 g dnevno Svakako je opasnounošenje u organizam kod osoba sa smetnjama u iskorištavanju Fe iporemećajima koji dovode do nakupljanja željeza u organizmu

99 CINK (ZN)

Odrasla osoba dnevno treba 15-19 mg Zn

Cink sudjeluje u metabolizmu više od 200 enzimskih reakcija značajan jeantioksidans utječe na porast imuniteta i zacjeljivanje rana važan je za rastfetusa i sintezu neurotransmitera u mozgu

Manjak Zn može uslijediti pri vegetarijanskoj prehrani bolestima probavnogsustava povećanim količinama teških metala Ca i Mg u hrani te nakonuzimanja tetraciklinskih antibiotika Posljedice manjka cinka su smanjenaprodukcija inzulina i poremećaj u regulaciji šećera u krvi slabljenje obrambenogsustava organizma slabljenje i istrošenost kože noktiju i kose (čak i opadanjekose) poremećaji u spolnom razvoju i životu (neplodnost impotencijaneredovita mjesečnica) kao i problemi mentalnog razvoja djece

Cinkom bogate namirnice su meso riba crni kruh i peciva mliječni produktisuncokret soja pšenica i zob

241

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Toksična dnevna količina cinka je 500 mg a prekomjerno konzumiranje u količiniod 300 mg dnevno tijekom višetjednog razdoblja dovodi do prekomjernogizlučivanja Cu i Mn metalnog okusa u ustima glavobolja povraćanja i dijareje

910 BAKAR (CU)

Dnevne potrebe odraslih osoba su 15-30 mg Cu

Raspoloživost bakra unesenog hranom u ljudskom organizmu najčešće ometajuoštećenja jetre (alkohol i neki lijekovi) čir na želucu i bolesti probavnog sustavaTakođer značajan negativan utjecaj na količinu bakra u hrani ima opterećenosttala teškim metalima i industrijska prerada hrane

Cu je konstituent u stanicama imunološkog sustava čovjeka te njegovnedostatak može biti uzrok čestih infekcija (kao i u slučaju manjka Se Zn Fe iMn) Pored toga nedostatak bakra može dovesti do slabokrvnosti unatočdostatnoj snabdjevenosti organizma željezom i vitaminom C jer reguliraugradnju željeza u crvena krvna zrnca Manjak može rezultirati i srčanomaritmijom i nedostatnom prokrvljenosti srca Značajan je za artritis i gonartritisjer je konstituent enzima superoksid dismutaze koji djeluje na ublažavanje boli ismiruje upalne procese u organizmu Neka studijska istraživanja i saznanjaaustrijskih liječnika pokazuju da je kod osoba s problemom pamćenja i učenjautvrđen nedostatak Cu i Zn dok su kod preaktivne i prerazigrane djece utvrđenevisoke količine Cu uz nedostatak Zn

Namirnice bogate bakrom su krastavac orasi riba ostrige leća i proso Toksičnadoza Cu je 100 mg iako je i 30 puta povećana količina u jetri netoksična Ipak napreveliku količinu Cu u organizmu mogu ukazati neke bolesti jetre žuči ibubrega

911 MOLIBDEN (MO)

Dnevna potreba odraslog čovjeka je oko 50 do 250 microg Mo a toksične doze suiznad 1 mg dan-1

Komponenta je enzima uključenih u alkoholnu detoksikaciju a sudjeluje umetabolizmu sumpora Nedostatak Mo je rijetka pojava koja je uglavnomprouzročena jednoličnom prehranom Osobama s pojačanom kristalizacijommokraćne kiseline (giht) i bubrežnim kamencima često nedostaje Mo Posljedicanedovoljne količine Mo u pitkoj vodi ili hrani može biti karijes zuba unatočdostatne količine F osteoporoza i artritis Nedostatak također može biti i uzrokimpotencije

Molibdenom bogate namirnice su heljda soja leća orah pšenične klice bijeliluk crni kruh zob riža grašak a siromašne su meso voće i povrće

242

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Prevelike količine Mo u ljudskom organizmu su za naše područje gotovonemoguće a visok sadržaj može uzrokovati nedostatak bakra

912 SELEN (SE)

Dnevna potreba odraslih ljudi je 250-300 microg Se

Uzrok nedostatka selena povezan je sa smanjenom količinom ili njegovompristupačnosti u tlu Neka mineralna gnojiva kao i teški metali posebice Pb Cd iHg vežu selen u tlu i onemogućuju njegovo kruženje u prehrambenom lancučovjeka Selenocistein sada se smatra 21 esencijalnom aminokiselinom (kodonUGA) a Se je još komponenta glutation peroksidaze i jodtironina

Selen je sastavni dio stanica imunološkog sustava čovjeka te su posljedicenedostatka povećana osjetljivost na infekcije i pojava raka (debelog crijevadojke i prostate) kao i povišeni tlak podložnost infarktu reumatske bolesti ioštećenja jetre Općenito korist od selena je zdravlje kardiovaskularnog sustavai zaštita od pojave dijabetesa i inzulinske rezistencije Pri nedostatku selena iztijela se ne izlučuju Hg Cd i Pb što može prouzročiti različite bolesti

Najviše ga sadrže riba kokos pistacio orasi i pšenične klice

Toksične količine su 50-100 mg a posljedice se mogu pojaviti kod 100 putapovećanih dnevnih količina tijekom više mjeseci Istovremeno uzimanjeprirodnog vitamina E (ulje pšeničnih klica) optimizira djelovanje selena Visokedoze su toksične a simptomi su opadanje kose i noktiju

913 JOD (I)

Dnevna potreba joda je 150 microg

Sastavni je dio hormona štitne žlijezde koja sadrži 34 ukupnog joda u ljudskomtijelu a deficit joda u hrani može imati dramatične učinke na metabolizam ljudi injihovo zdravlje U mnogim krajevima čest je nedostatak joda u hrani i pojavahipotireoze (gušavost) pa se prakticira jodiranje kuhinjske soli a dobriprehrambeni izvori joda su plodovi mora kruh i mliječni proizvodi Jod se smijeuzimati samo pod liječničkim nadzorom

914 MANGAN (MN)

Dnevne potrebe odraslih osoba su 2-5 mg Mn

Glavni uzroci nedostatka Mn kod ljudi su nedovoljna produkcija želučanekiseline industrijska prerada namirnica ali i nedostatna opskrbljenost talabiljkama pristupačnim oblicima Dugotrajno konzumiranje povišenih količina Zn

243

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

(60 mg dnevno tijekom više mjeseci) rezultira prekomjernim izlučivanjem Mn izorganizma Stoga uzimanje viših doza Zn uvijek treba kombinirati s Mn

Mangan regulira metabolizam Ca a značajan je i kod alergijskih astmatičkihepileptičkih i reumatskih pojava koje su česte pri njegovom nedostatku Muketakvih bolesnika mogu se ublažiti manganom Nedostatak Mn sprječavaugradnju Ca u kosti i zube te je u terapiji kalcijem kod osteoporoze značajnavezanost s Mn

Manganom bogate namirnice su pšenične klice zobne pahuljice lješnjak crnikruh a nešto manje sojino brašno suncokret i raž

Suvišak mangana rezultira drhtanjem mišića otkazivanjem bubrega bolestimacentralnog nervnog sustava i haluciniranjem a mogu ga prouzročiti doze kojepremašuju dnevne potrebe 50 puta

915 KOBALT (CO)

Dnevne potrebe su 01-03 microg Co

Kobalt se u ljudskom organizmu nalazi u tragovima Sastavni je dio vitaminaB12 i u tom se obliku i unosi u organizam Nedostatak Co rezultira posebnimoblikom slabokrvnosti Njime je najbogatiji prženi kikiriki a značajnekoncentracije sadrže leća grah kavijar kajsija kruška jabuka i crveni lukToksične koncentracije Co nisu poznate

916 ULTRAMIKROELEMENTI

9161 Krom (Cr)

Dnevne potrebe odraslih su 50-200 microg Cr

Povećano konzumiranje bijelog kruha tjestenine i šećera znači i povećanupotrebu za kromom jer bez njega nema razgradnje šećera (inzulin možedjelovati samo uz pomoć kroma) Dakle njegov nedostatak je potpomognutdijabetesom a rezultira i povišenjem LDL-kolesterola i masnoća u krvi Količinanavedenih supstanci u krvi može se sniziti pomoću kroma

U najvećim količinama ga sadrže poriluk melasa pivski kvasac orasi i sirevi

Trovanje je moguće samo ako tla ili pitka voda sadrže povećane količine 6-valentnog kroma koji je kancerogen Dijetetsko konzumiranje 3-valentnogkroma ne može štetiti čovjeku

244

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

9162 Vanadij (V)

Dnevne potrebe su 1-2 mg V

Vanadij ima značaja u izgradnji kostiju i zubi tijekom odrastanja a novijaistraživanja ukazuju na njegovu izuzetnu funkciju regulacije šećera u krvi iantikancerogeno djelovanje Također zajedno s nezasićenim masnimkiselinama utječe na snižavanje razine kolesterola u krvi metabolizam lipida tesnižavanje krvnog tlaka Vanadij se nalazi u biljnim uljima (grah banane crveniluk) a naročito u mlijeku u prahu i bakalaru

9163 Fluor (F)

U organizmu čovjeka nalazi se u tragovima a značajan je za ugradnju kalcija ukosti i zube te njihovu otpornost na karijes Zbog toga se često pitka vodafluorira ali suvišak F može biti štetan Riba i različiti čajevi sadrže značajnekoličine fluora

9164 Kositar (Sn)

Djelovanje kositra slabo je proučeno Sastavni je dio probavnih enzima u želucuTrovanje kositrom moguće je uporabom hrane iz konzervi koje sadrže kositar ilizbog uporabe pesticida koji sadrže kositar

9165 Germanij (Ge)

Dnevne potrebe germanija su oko 150 microg na dan

Trenutno ima vrlo malo podataka o djelovanju germanija ali je zapaženo kakoigra značajnu ulogu u poboljšanju imuniteta (antivirusno i antikancerogenodjelovanje) te se koristi u terapiji tumornih bolesti Duže uzimanje germanijaoštećuje bubrege

9166 Stroncij (Sr)

Dnevna potreba stroncija je oko 1 mg na dan

Toksičnost u suvišku stroncija je gotovo nepoznata jer ga ima malo u hrani iokolišu (s izuzetkom radioaktivnog izotopa Sr-90)

Značajan je za kosti i metabolizam hrskavice te preventivno utječe na pojavuartritisa karijesa i osteoporoze Također stroncij potpomaže sorpciju kalcija(pored Mg B i vitamina D) Novija istraživanja pokazuju kako stroncij imazaštitnu ulogu od pojave ciroze jetre

245

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

9167 Cezij (Cs)

Dnevne potrebe cezija su oko 100 microg na dan

Cezij je važan u proizvodnji majčinog mlijeka Suvremena znanost ga ubraja uultramikroelemente Značajne količine cezija sadrže luk grašak i kupus

9168 Arsen (As)

Uobičajeno je arsen svrstati u otrovne elemente ali nova saznanja navješćuju daarsen stimulira rad imunološkog sustava (dakako samo u niskimkoncentracijama)

9169 Litij (Li)

Hranidbena uloga litija slabo je istražena ali se u farmaciji s uspjehom koristiprotiv depresije i paranoidne shizofrenije Uporaba litija bez liječničkog nadzoranije preporučljiva zbog mogućeg predoziranja i hipotireoze Plodovi mora sadrževiše litija u odnosu na druge namirnice

917 OTROVNI TEŠKI METALI

Uz nadzor zagađenosti okoliša i hrane teškim metalima pretjeran strah nijepotreban jer se teški metali mogu izlučiti iz organizma unošenjem određenihmineralnih elemenata i vitamina dakle pravilnom prehranom Ako takousmjeren izbor namirnica nije moguć preporučuju se visokovrijedne dopune uprehrani dakako uz nužan oprez i stručni nadzor Vitamini i mineralni elementikoji reguliraju izlučivanje teških kovina iz tijela čovjeka su Se Cu Zn vitamini AB1 B2 C i E

Nikal (Ni) iako aktivira određene enzime i pripada neophodnim elementima začovjeka poznatiji je prije svega kao uzročnik alergija na nakit i modne ukraseizrađene od neplemenitih metala i kao uzročnik raka O značaju nikla za ljude iživotinje ima puno manje podataka u odnosu na biljke Novija istraživanjapokazuju kako Ni utječe na metabolizam folne kiseline

Olovo (Pb) je sveprisutni teški metal (ispušni plinovi automobila i tvornica) amože značajno smanjiti otpornost čovjeka Jače trovanje rezultira bljedoćomgrčevima želuca i stomaka slabljenjem živaca i bubrega a štetno utječe i nasposobnost rasuđivanja refleksa i reakcija što je posebice značajno za vozače

Živa (Hg) dospijeva u prehrambeni lanac čovjeka prije svega pesticidima kojisadrže živu (više se ne koriste) ali su vrlo značajan izvor žive i tvorničke

246

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

otpadne vode Živa se akumulira u organizmu riba i školjki čija prehrambenavrijednost zbog toga može biti dvojbena Trovanje živom ogleda se u drhtanjumišića glavoboljama nesanici smetnjama u pamćenju i problemima sravnotežom

Kadmij (Cd) se nalazi u cigaretnom dimu a godišnje se tisuće tona kadmijaoslobađa u atmosferu izgaranjem ugljena i raznih ulja Kadmij sadrže i otpadnetvorničke vode te neka mineralna gnojiva Stoga je razumljivo da se kadmij kaoi živa nalazi u gotovo svim namirnicama Kao i ostali teški metali i kadmij slabiimunološki sustav čovjeka

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

10 GNOJIVA

101 MINERALNA GNOJIVA

Mineralna gnojiva su pretežito soli dobivene preradom prirodnih minerala ali seproizvode i iz atmosferskog dušika Zbog toga se često nazivaju i sintetička ilipogrešno umjetna Industrija gnojiva svrstava se u sekundarnu kemijskuproizvodnju a proizvodnja sumporne i fosforne kiselina u baznu kemiju čiji seproizvodi i velike količine industrijskog otpada opravdano identificiraju kaopotencijalni izvor onečišćenja okoliša

Pod mineralnim gnojivima podrazumijevaju se soli i drugi proizvodi koji sadržeelemente neophodne za rast i razvitak biljaka i postizanje visokih i stabilnihpriroda poljoprivrednih biljnih vrsta Gnojiva se unose u tlo radi povećanjapriroda ubrzanja rasta poboljšanja kakvoće poljoprivrednih proizvoda ipoboljšanje produktivnih svojstava tla a sve češće se koriste i gnojiva zaizvankorijensku ili folijarnu ishranu u obliku tekućine

1011 Podjela mineralnih gnojiva

Gnojiva se dijele prema podrijetlu namjeni sastavu i načinu proizvodnje aprema funkciji dijele se na

middot Izravna ili neposredna gnojiva koja se u tlu vrlo brzo hidroliziraju do tvari kojebiljke izravno apsorbiraju (npr superfosfat nitratna amonijska i dr gnojiva)Sadrže hranjive elemente u obliku mineralnih soli koji se nakon hidrolizemogu izravno asimilirati

middot Neizravna ili posredna gnojiva sadrže biogene elemente ali u kemijskomobliku koje biljke ne mogu odmah usvojiti (npr humus vapno i dr) te utječuposredno (npr potiču mikrobiološku aktivnost neutraliziraju kiselost djelujupreko poboljšanja strukture tla i dr) ili direktno nakon transformacije(mikrobiološke ili kemijske)

middot Kompletna ili potpuna (često se nazivaju i kompleksna ili NPK gnojiva)pružaju sve bitne sastojke za rast biljaka tako da dodatna gnojiva nisupotrebna

middot Nepotpuna gnojiva sadrže samo jedan ili dva od tri glavna hranjiva elementa(N P K NP NK ili PK) npr (NH4)2HPO4 KNO3 i dr

middot Miješana gnojiva se dobiju miješanjem odgovarajuće količine pojedinačnihgnojiva

middot Sintetska organska gnojiva (urea kalcij-cijanamid i dr)

248

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Prema podrijetlu razlikuju se sljedeće vrste gnojiva

middot Mineralna (sintetska umjetna) najvećim dijelom su mineralne soli iakose u ovu grupu ubraja i urea koja je organski spoj ali se u tlu pod djelovanjemmikroorganizama transformira do mineralnih oblika dušika I drugamineralna gnojiva mogu sadržavati ugljik ali sintetski proizvodi su za razlikuod prirodnih topljivi u vodi često i 100 Potrebno je naglasiti da molekuluuree biljka može usvojiti kako korijenom tako i folijarno

middot Organska (prirodna naravna) sadrže hranjive elemente pretežito u oblikuorganskih spojeva i najčešće su prirodnog podrijetla (ponekad se nazivaju iprirodna organska) npr stajnjak treset slama i dr

middot Organomineralna gnojiva su smjesa organskih i mineralnihmiddot Bakterijska sadrže kulture bakterija koje imaju sposobnost transformacije

nepristupačnih oblika hraniva u bioraspoložive

Prema vremenu unošenja gnojiva se dijele na

middot Osnovna koja se unose pod brazdumiddot Startna koja se unose neposredno prije ili za vrijeme sjetvemiddot Gnojiva za prihranu koja se dodaju tijekom vegetacije

Prema vrsti hranjivog elementa gnojiva su dušična fosforna kalijevamagnezijeva borna itd

Osnovni oblici dušičnih gnojiva su

middot Amonijska (amonijske soli npr sulfati kloridi karbonati)middot Nitratna (kalcijeve natrijeve i dr soli nitratne kiseline)middot Amonijskonitratna imiddot Amidna gnojiva

Fosforna gnojiva su soli ortofosfatne kiseline (ali i metafosfatne pirofosfatne ipolifosfatne kiseline) dok se kalij nalazi u obliku soli klorida sulfata karbonataitd

Prema agrokemijskom značaju prava mineralna gnojiva sadrže neophodnebiogene elemente a posredna gnojiva ih mobiliziraju iz rezervi tla bilopoboljšanjem njegovih fizičkih svojstava ili putem kemijskih i bioloških promjenakoje izazivaju u tlu Tu spadaju gnojiva za kalcizaciju uporaba gipsa i sl

Mineralna gnojiva mogu sadržavati jedan ili više hranjivih elemenata pa seprema tome dijele na

middot Pojedinačna imiddot Složena gnojiva

249

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Npr NaNO3 i Mg(NO3)2 su pojedinačna premda magnezij i natrij biljke takođerkoriste dok su KNO3 i NH4H2PO4 složena gnojiva Dakle podjela se temelji na triosnovna ili glavna hranjiva elementa N P i K Ovisno o broju glavnih elemenatasložena gnojiva su dvojna ili trojna (potpuna) Gnojiva koja sadrže malu količinupunila nazivaju se koncentrirana pri čemu se punilom prilagođava potrebnakoncentracija hraniva Ako je punilo produkt kemijske reakcije kod proizvodnjemineralnih gnojiva naziva se još i balast

Prema sastavu gnojiva se dijele na

middot Pojedinačnamiddot Miješana imiddot Kompleksna

Pojedinačna mineralna gnojiva sadrže samo jedan neophodan elementMiješana su smjesa pojedinačnih gnojiva dok su kompleksna proizvod kemijskihreakcija i sadrže više hranjivih elemenata u nekoliko oblika Podjela nakompleksna i miješana gnojiva je uvjetna jer kod miješanih gnojiva dužimskladištenjem dolazi također do različitih kemijskih reakcija (vidi antagonizamgnojiva)

Sadržaj i omjer hraniva u gnojivu može biti različit Gnojiva koja imaju omjerhranjivih elemenata prilagođen potrebama određene biljne vrste ili sadržajuraspoloživih hraniva u tlu nazivaju se prilagođena Ukoliko sve komponentesluže za biljnu ishranu tada su to gnojiva bez punila (nebalastna) a u ovu grupuulaze soli čiji kation i anion biljke koriste npr KNO3 NH4NO3 itd

Ovisno o agregatnom stanju gnojiva su

middot Krutamiddot Tekuća imiddot Plinovita

Kruta gnojiva mogu biti praškasta peletirana (prah komprimiran u granule ilištapiće koji mogu sadržavati pesticide hormone i dr) granulirana (sušenjemviskozne mase u struji toplog zraka) trionizirana (npr granule vermikulita s NPK)i dr Tekuća se dijele na prave otopine (nemaju talog) i suspenzije dok suplinovita takvog agregatnog stanja kod normalnog atmosferskog tlaka Odtekućih gnojiva u posljednje vrijeme Petrokemija doo iz Kutine nudi višeformulacija za različite potrebe pod zajedničkim imenom Fertina koje pored NPKsadrže druge makro i mikrolemente (Ca Mg Fe Cu Mn Zn i B)

Gnojiva koja od biogenih elemenata sadrže isključivo ili najveću koncentracijumikroelemenata nazivaju se i mikrognojivima jer se rabe u malim količinama (do500 g ha-1 aktivne tvari) Radi poteškoća u ravnomjernom raspodjeljivanju takomalih količina uobičajeno se dodaju konvencionalnim gnojivima u procesu

250

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

njihove proizvodnje ili se sjeme prije sjetve potapa u nisko koncentriraneotopine takvih gnojiva (ponekad se dodaje u omotač peletiranog sjemena)

1012 Kakvoća mineralnih gnojiva

Najvažnije mjerilo kojim se ocjenjuje kakvoća gnojiva je učinak na visinu prirodau odnosu na vrstu usjeva klimatske prilike i agrotehničke mjere Budući da jekod nekih poljoprivrednih vrsta kakvoća ispred količine priroda ili supodjednako značajni djelovanje gnojiva na svojstva dobivenih proizvodatakođer je njihova bitna odlika U tom smislu pored količine aktivne tvarikemijski oblik hraniva u gnojivu i njihov omjer (formulacija) imaju svakako velikiznačaj

Značajan kriterij za ocjenu vrijednosti gnojiva je utjecaj na promjenu plodnostitla preko kemijskih fizikalnih ili bioloških promjena Otuda količina i svojstvapunila također imaju značajnu ulogu posebice preko utjecaja na fiziološkureakciju gnojiva i promjenu pH-vrijednosti tla

Mineralna gnojiva se primjenjuju u velikim količinama (nekoliko stotina kg ha-1 akod meliorativne gnojidbe i nekoliko t ha-1) pa fiziološka reakcija gnojivanaročito u dugogodišnjoj primjeni može utjecati na trajno zakiseljavanje ilialkalnost tla U tablici 101 prikazana je fiziološka reakcija nekih gnojiva pomoćupotencijalnog alkalnog ili potencijalnog ekvivalenta zakiseljavanja koji pokazujekoliko je potrebno dodati kg CaO ili CaCO3 za neutralizaciju promjene pH tla kodunošenja 100 kg gnojiva Negativna vrijednost alkalnog ekvivalenta ukazuje nafiziološku kiselost gnojiva a pozitivna na alkalnost Tablica 102 prikazujefiziološku reakciju mineralnih gnojiva izraženu relativno na NaNO3 i preko solnogindeksa (koristi se u SAD)

Tablica 101 Alkalni ekvivalenti mineralnih gnojiva (Leskošek 1989)

Vrsta mineralnoggnojiva

Alkalni ekvivalent za 100 kgkg CaO kg CaCO3

Amonijev sulfat -60 -110KAN 27 -12 -20Urea -46 -80NPK (Petrokemija-stara) -6 do -7 -10 do -15NPK (Petrokemija-nova) -17 do -22 -30 do -40MAP (12520) -36 -65Superfosfat -2 -4Thomasov fosfat +45 +80

Potrebna količina CaCO3 za neutralizaciju kiselosti gnojiva može se izračunatiprema Pierre-u za svako gnojivo Npr ekvivalent svakog kg N (atomska i

251

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ekvivalentna masa = 14) kada se rabi kao amonijak zahtijeva za neutralizacijusljedeću količinu CaCO3 (ekvivalentna masa Ca je 20 a CaCO3 sadrži 40 Ca)

31 times 20 = 179 kg CaCO

2 times 14 times 040

Proračun neutralizacije za MAP (NH4H2PO4) bit će proporcionalan omjeruatomske mase fosfora i dušika (3114) i utemeljen na ekvivalentnoj masi fosforau monoamonijskom fosfatu (313) Za svaki kg N u MAP-u potrebno je

odnosno prema Pierre-u

1 times 3 1 times 20 ekvivalenata Ca = kg

3 times 14 14

Preračunato na 40 Ca u CaCO3 za svaki kg P2O5 u MAP-u potrebno je

31 times 20 = 358 kg CaCO N iz MAP-a

14 times 040

Dakle ukupno je potrebno za neutralizaciju svakog kilograma N i P2O5 iz MAP-a

3179 + 358 = 537 CaCO

Tablica 102 Fiziološka reakcija mineralnih gnojiva izražena kao solni indeksrelativno na NaNO3 i na jednako iznošenje hraniva (Andrew SMcNitt Department of Agronomy Penn State 1996)

Mineralno gnojivoAktivna tvar Solni indeks

N P2O5 K2ORelativnona NaNO3

Na jednakoizn hraniva

Anhidrirani amonijak 82 - - 47 057Urea (NH2-CO-NH2) 46 - - 75 162NH4NO3 33 - 34 - - 105 313UAN 28 - 32 - - 11 030(NH4)2SO4 21 - - 74 325(NH4)2HPO4 18 - 21 46 - 53 - 30 240 - NNH4H2PO4 11 - 13 48 - 52 - 34 160 - NCa(H2PO4)2 - 46 - 10 022KCl - - 60 - 62 116 194K2SO4 - - 50 46 085KNO3 13 - 45 74 534 - NCaCO3 (56 CaO) - - - 5 008

31 times 3 3 =

14 times 31 14

252

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Umjesto proračuna neutralizacije fiziološke kiselosti gnojiva po Pierreu ponekadse koristi proračun po Sluijsmansu za izračunavanje potrebne količine CaCO3 na100 kg za neutralizaciju promjene pH-vrijednosti uporabom gnojiva

2 2 2 5 3-10 times CaO - 14 times MgO - 06 times K O - 09 times Na O + 04 times P O + 07 times SO + 08 times Cl + n times N

(gdje je n = faktor za dušik (08 za livade a 10 za usjeve)) Ovaj način izračunavanjapotrebne količine CaCO3 za neutralizaciju daje niže vrijednosti u odnosu naPierre-ov način (npr 303 prema 537 za MAP)

Fiziološka reakcija gnojiva razlikuje se od njihove kemijske reakcije Nprkalijska gnojiva su kemijski neutralne soli ali fiziološka reakcija im je kisela jer senakon primjene kalij iz njih izmjenjivo veže na adsorpcijski kompleks tla usvajakorijenom viših biljaka ili mikroorganizmima ili čak fiksira dok u vodenoj fazi tlazaostaje kiseli kloridni ili sulfatni anion

Smatra se kako jedinica aktivne tvari gnojiva podjednako djeluje u ishrani biljabez obzira na koncentraciju Ipak gnojivima koja sadrže više aktivne tvari danasse pridaje veći značaj najviše iz ekonomskih razloga Naime kod primjenekoncentriranih gnojiva manji su troškovi prevoženja skladištenja i raspodjeleStoga je kod izbora gnojiva potrebno prvenstveno voditi računa o cijeni aktivnejedinice hraniva što naravno nije uvijek lako izračunati zbog produženog učinkapojedinih hraniva u složenim mineralnim gnojivima Kako se cijena aktivnejedinice kompleksnog gnojiva računa za pojedini element npr na dušikpokazuje jednostavni primjer (prosto pravilo trojno) u tablici 103

Treba odabrati gnojivo na temelju cijene dušika (preračunato US$ na Kn) izmeđuformulacije a) 20-10-10 i b) 15-15-15

Tablica 103 Izbor gnojiva na temelju cijene dušika

A B

1) formulacija 20 10 10 15 15 15cijena Kn100 kg 97 92

2) kg N100 kg gnojiva 100 acute 020 = 20 100 acute 015 = 15

3) cijena N1 kggnojiva

97 x20 1

x = 485 Kn

92 x15 1

x = 613 KnZaključak gnojivo A je znatno jeftinije računato na aktivnu jedinicu dušika

Važna svojstva gnojiva su njihova kemijska stabilnost postojanost i veličinagranula sklonost vlaženju (tablica 104) i druga svojstva značajna za hranjivasvojstva i način primjene u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji

Ujednačenost veličine granula je zbog ravnomjernog raspodjeljivanja posebicecentrifugalnim raspodjeljivačima (rasipačima) vrlo važno svojstvo Gnojiva u

253

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

granulama manje se sljepljuju sipka su i ne praše kod primjene Također imajumanju dodirnu površinu s česticama tla pa se u njemu sporije otapaju i postupnoprelaze u nepristupačne oblike te su u dužem vremenu izvor ishrane u odnosuna praškasta gnojiva Najpovoljnija veličina granula je 2-3 mm u promjeru uzdovoljnu mehaničku čvrstinu na raspadanje kod primjene

Tablica 104 Higroskopnost nekih mineralnih gnojiva (relativna vlaga zrakakod koje gnojivo ne upija ni otpušta vodu = ravnotežna relvlaga)

Kemijskaformula

Temperatura degC10 15 20 25 30 40 50

Ravnotežna relativna vlaga zraka ()Ca(NO3)2 acute 4 H2O - 559 544 555 467 355 -NH4NO3 753 698 627 627 594 525 484NaNO3 780 768 771 744 724 701 673NH4Cl 795 792 793 760 772 737 713(NH4)2SO4 798 793 810 818 792 782 778CO(NH2)2 818 799 800 758 729 680 625KCl 883 862 857 834 840 812 800KNO3 970 956 923 920 950 879 850NH4H2PO4 978 970 917 919 916 903 883Ca(H2PO4)2 acute H2O 979 989 941 960 937 945 946KH2PO4 970 984 962 954 929 929 926K2SO4 991 997 985 988 963 957 958

Čvrstoća granula otpornost na sljepljivanje i brzina raspadanja u tlu može seprilagođavati u proizvodnji različitim kemijskim dodacima (kondicioniranje) ipresvlačenjem granula hidrofobnim opnama To je postupak koji ujednosprječava sljepljivanje granula uslijed vlaženja ili kemijskih reakcija izmeđugranula Uobičajen je postupak kondicioniranja zaprašivanjem s 1-2 inertneprašine (vapnenac rjeđe dolomit infuzorijska zemlja i sl) ili tekućim površinskiaktivnim sredstvima (alifatski amini akril-sulfonati itd) u količini 01-03 Rjeđe se za zaprašivanje granula gnojiva koristi sumpor ili polietilen

Gotovim se proizvodom pune vreće koje su ranije bile papirnate a danas suisključivo polietilenske ili polivinil-kloridne koje se mogu čuvati na otvorenomprostoru Prijevoz gnojiva može biti osim u stanardnim vrećama u rasutomstanju (rinfuza) ili velikim vrećama (Jumbo Big Bag ge 500 kg) što jeekonomičnije jer ne zahtijeva pakiranje u standardne vreće a znatno je brže

254

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

102 DUŠIČNA GNOJIVA

Dušična gnojiva su najšire korištena gnojiva i u odnosu prema fosfornim ikalijskim imaju izražen prinosotvorni učinak Već uporaba samo tih gnojiva možeznatno povisiti urod poljoprivrednih biljaka Proizvodnja N-gnojiva godišnje trošinešto manje od 2 svjetske potrošnje prirodnog plina a podržava prehranunajmanje 40 svjetske populacije Važno je istaknuti da kod prekomjerne ineadekvatne primjene N-gnojiva često onečiščuju okoliš

Kao dušična gnojiva rabe se amonijski nitratni amidni i drugi organski imineralni spojevi pri čemu je i oblik dušika značajan premda u tlu podpovoljnim uvjetima mikrobiološkom aktivnošću mineralni oblici dušika lakoprelaze jedan u drugi Nitrifikacijske bakterije za nekoliko dana amonijski dušiktransformiraju u nitratni ali taj proces kod niskih temperatura može potrajati iznatno dulje Amidi se pod utjecajem mikroorganizama i vlage tla prvohidroliziraju do amonijskog dušika Stoga brza transformacija dušika u tlupovećava mogućnost njegovog premještanja iz zone korijena i gubitak putemispiranja nitratnog oblika pa se dušik gnojidbom uobičajeno unosi u tlo unekoliko navrata što znatno poskupljuje primjenu

Suvremena nastojanja usmjerena su prema pronalaženju dušičnih gnojiva nižecijene s usporenim odnosno produžnim djelovanjem kako bi biljke bileopskrbljene dovoljnom količinom dušika tijekom čitavog vegetacijskog razdobljaDanas se već proizvode dušična gnojiva takvih svojstava ali proizvodni postupcisu skupi a proces transformacije u tlu još uvijek nije moguće nadzirati upotrebnoj mjeri

1021 Amonijev sulfat (NH4)2SO4

Amonijev sulfat je gnojivo koje danas ima mali značaj zbog niske koncentracijedušika i izrazite fiziološke kiselosti dok je nekada zauzimalo drugo mjestoodmah iza čilske salitre Gnojivo je u obliku kristala ili granulirano s najmanje 21 N (čisti amonij-sulfat sadrži 212 N i 275 S) malo higroskopno i fiziološkikiselo Primjenjuje se samo na alkalnim tlima uglavnom u proizvodnji rižeAmonijev sulfat se dobiva po formuli

3 2 4 4 2 42NH + H SO (NH ) SO + 2801 kJreg

Amonijak može potjecati kao nusproizvod iz koksnog plina ili je sintetiziran štozahtijeva veliku količinu energije

255

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Amonijev sulfat je potpuno topljiv u vodi (na 20 degC u 100 ml vode otapa se 75 ggnojiva) pa se najčešće koristi za prihranu Na karbonatnim tlima zbog lokalnogzakiseljavanja pospješuje usvajanje fosfora i mikroelemenata pa daje vrlo dobrerezultate na černozemu i njemu sličnim tlima Amonijev sulfat dobiven kaointermedijer u drugim procesima koristi se često u proizvodnji kompleksnihgnojiva

1022 Amonijev nitrat (AN) NH4NO3

Amonijev nitrat je gnojivo koje se vrlo dobro otapa u vodi higroskopno je isljepljuje se zbog čega mu se u postupku proizvodnje dodaju Ca- i Mg-nitrati(kondicioniranje) Granule se zaprašuju materijalima koji odbijaju vodu a teži seproizvodnji što krupnijih granula odnosno kristala Higroskopnost amonijevognitrata raste s temperaturom pa se jače vlaži ljeti Brzim zagrijavanjem (maloiznad 100 degC) ili u prisutnosti tvari koje djeluju kao detonatori ili upaljači(mineralne kiseline oksidansi metali Al Pb Ni Cu i Zn) može lako eksplodiratipa ga je opasno držati u zatvorenom prostoru jer proizvodi raspadanja (NO2 iH2O) vjerojatno djeluju kao katalizatori koji povećavaju mogućnost eksplozije

Amonijev nitrat iz Petrokemije doo sadrži 335 N (čist spoj sadrži 35 N) i1 MgO te spada u učinkovitija dušična gnojiva Na temperaturi od 20 degC u 100ml vode otapa se 188 g gnojiva što ga čini najtopljivijim dušičnim gnojivomNitratni oblik dušika djeluje odmah nakon primjene a amonijski ima izvjesnoprodužno djelovanje Dobiva se prema formuli

3 3 4 3NH + HNO NH NO + 149 kJreg

Amonijev nitrat je eksplozivna i zapaljiva tvar i tek u posljednje vrijeme može sekoristiti čist kao gnojivo uz potrebne mjere opreza Rabi se kao startno ili gnojivoza prihranu jer je 50 dušika u nitratnom obliku koji djeluje odmah Zbog visoketopljivosti u vodi amonijev nitrat kao gnojivo bez punila koristi se i za folijarnuishranu u obliku otopine

1023 Vapnenasto amonijev nitrat (KAN) NH4NO3 + CaCO3

Amonijev nitrat pomiješan s CaCO3 ili dolomitom (CaCO3 acute MgCO3) naziva seKAN (vapnenasto amonijev nitrat ili kalcijev amonijev nitrat) U tom obliku KANiz Petrokemije doo Kutina sadrži 27 N (proizvodi se i s 28 N) 45-55 MgO 65-85 CaO i ima bolja fizikalna svojstva u odnosu na čisti amonijevnitrat Kod miješanja otopine amonijevog nitrata i kalcijevog karbonata može

256

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

nastati do 12 nepoželjnog amonijevog karbonata (raspada se na 58 degC) ikalcijevog nitrata (koji je jako higroskopan)

4 3 3 4 2 3 3 22NH NO + CaCO (NH ) CO + Ca(NO )reg

Amonijev nitrat može se miješati i s drugim solima

4 3 4 2 4 4 2 4 4 3

4 3 4 3

2 NH NO + (NH ) SO (NH ) SO x 2 NH NONH NO + KCl NH Cl + KNO

regreg

KAN je dušično gnojivo koje se najviše koristi za prihranu a može seprimjenjivati i startno ima dobra fizikalna svojstva i fiziološki je gotovoneutralno

1024 Natrijev nitrat (čilska salitra) NaNO3

Gnojivo je u obliku bezbojne kristalne tvari gotovo nehigroskopno i vrloefikasno na kiselim tlima Sadrži 15-16 N Fiziološki je to najjače alkalnognojivo pa se ne smije duže vrijeme rabiti na neutralnim i lužnatim tlima jerpospješuje njihovu alkalizaciju Proizvodi se iz prirodnih naslaga čileanskogguana protustrujnim izluživanjem i kristalizacijom iz prezasićene otopineTakođer se može proizvesti i sintezom

2 3 3 3 2 3

3 3 2

Na CO + 2 HNO 2 NaNO + H CONaOH + HNO NaNO + H O

regreg

Čilska salitra danas se vrlo malo primjenjuje premda je to nekada bilo najvišerabljeno dušično gnojivo (do pronalaženja sinteze nitratne kiseline) Razlogsmanjene uporabe čilske salitre većim dijelom je vezan uz činjenicu da njezinaredovita primjena posebice većih količina u intenzivnoj ratarskoj proizvodnjidovodi do alkalizacije i peptizacije koloida tla Suvišak natrija u tlu pogodujestvaranju pokorice narušavanju strukture povećava vododrživost (vjerojatnokao posljedica veće raspršenosti čestica tla) što poslije kiše zbog veće ljepljivostitla izaziva poteškoće u obradi

1025 Kalcijev nitrat (norveška salitra) Ca(NO3)2

Norveška salitra je fiziološki alkalno gnojivo koje sadrži 13-16 N kristalizirakao Ca(NO3)2 acute 2 H2O ili Ca(NO3)2 acute 4 H2O i vrlo je higroskopno (kritična relativnavlaga = 467 ) pa se isključivo pakira u nepromočive vreće Dobiva se nasljedeći način

257

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3 3 3 2 2 3CaCO + 2 HNO Ca(NO ) + H COreg

Higroskopnost gnojiva se smanjuje kad se proizvodi kao Ca(OH)NO3 ali tada imajoš manji sadržaj dušika Kalcijev nitrat se cijeni kao vrlo dobro dušično gnojivobez obzira na probleme s higroskopnošću jer sadrži kalcij koji povoljno utječe nastrukturu kiselih tala i pristupačnost drugih hraniva Gnojivo se dobro otapa uvodi (na 26 degC u 100 ml vode 127 g) pa se može rabiti za folijarnu ishranu ikemigaciju (fertigacija ili fertirigacija zajedno s primjenom drugih kemijskihpreparata najčešće pesticida)

1026 Amonijev klorid NH4Cl

Gnojivo sadrži 24-25 N fiziološki je vrlo kiselo i rijetko se primjenjuje zbogvisokog sadržaja klora koji negativno utječe na mikrofloru tla Proizvodi se naviše načina

3 4

3 2 3 3 4

HCl + NH NH ClNaCl + NH + H CO NaHCO + NH Cl

regreg

1027 Amonijeve soli karbonatne kiseline

Amonijeve soli su grupa gnojiva s više spojeva različite uporabne vrijednosti zagnojidbu

(NH4)2CO3 amonijev karbonat

(NH4)2CO3 acute 2 NH4HCO3 amonijev seskvikarbonat

(NH4)2CO3 acute H2O amonijev karbonat-monohidrat

NH4HCO3 amonijev hidrogenkarbonat

NH4COONH2 amonijev karbamat

Najznačajniji iz te grupe spojeva je amonij-karbonat To je bezbojna kristalnatvar s jakim mirisom na amonijak Kao gnojivo rabi se smjesa navedenih soli s29-32 N Gnojivo ne sadrži punilo dovoljno je koncentrirano aliskladištenjem već na prosječnim dnevnim temperaturama postupno prelazi uamonijev hidrogenkarbonat uz velike gubitke dušika

258

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1028 Urea CO(NH2)2

Proizvodnja uree temelji se na međusobnom djelovanju amonijaka iugljikova(IV)-oksida

o3 2 2 4

2 4 2 4 2

Pt + Rd800 - 900 C

2 NH + CO NH COONH + 159 kJ

NH COONH NH COONH + H O - 285 kJ

frac34frac34frac34frac34frac34reg

reg

Sinteza se odvija pod visokim tlakom od 200-300 bara što zahtijeva velikutrošak energije uz povišenu temperaturu (185-200 degC) Ureu ne treba miješati sgnojivima koja sadrže ili oslobađaju kiseline (H2SO4 ili H3PO4) jer lako hidrolizira itada daje spojeve lošijih kemijskih i fizikalnih svojstava čak i uz gubitak dušika(vidi antagonizam gnojiva)

Urea s 46 N je najkoncentriranije kruto dušično gnojivo koje ne sadrži punilonasipne je mase 720-770 kg m-3 Biljke iz uree lako usvajaju dušik a ima i dobratehničko-fizikalna svojstva te se lako otapa u vodi (na 26 degC u 100 ml vode 1074g) Pri otapanju urea oduzima toplinu otapalu i potrebno je stoga pričekati prijeprimjene (obično do sljedećeg dana) da se dostigne temperatura okoline te setako može koristiti za folijarnu ishranu fertigaciju ili kemigaciju Pri tome trebaznati da urea nije elektrolit ne disocira i njezine otopine imaju nižu osmotskuvrijednost u odnosu na druga mineralna gnojiva (solima) te se može premapreporukama Petrokemije primijeniti za folijarnu prihranu pšenice ukoncentraciji 25-30 dok vinova loza u cvatnji podnosi tek koncentraciju od05-07 uree

Urea iz Petrokemije doo Kutina sadrži 06-09 biureta (NH2-CO-NH-CO-NH2) što je ispod dopuštene granice od 1 za primjenu u ratarstvu Npr dooštećenja kod kukuruza dolazi tek kad se dostigne 6 kg ha-1 biureta a to jemoguće tek uz primjenu 700 kg ha-1 uree s 09 biureta

U tlu pod utjecajem vlage urea brzo prelazi u amonijev karbamat slabo alkalnefiziološke reakcije a amonijev ion se dalje pod normalnim uvjetima (vlagatemperatura i kisik) brzo transformira do nitrata što uzrokuje slabo i prolaznozakiseljavanje pa se urea smatra fiziološki slabo kiselim gnojivom Budući da jeurea visoko koncentrirano dušično gnojivo u primjeni se mora voditi računa oravnomjernom raspodjeljivanju posebice u sušnim uvjetima

Urea se u principu primjenjuje kao osnovno gnojivo pod brazdu i tada su naneutralnim i lužnatim tlima gubici dušika volatizacijom zanemarivi Često seprimjenjuje i kao startno gnojivo unesena plitko u tlo kad u osnovnoj gnojidbinije primijenjeno kompleksno gnojivo koje sadrži dušik Primijenjena u prihraniurea može imati i negativne učinke a mogući su i visoki gubici dušika s površinetla Stoga je kod prihrane ozimih žita ne treba primjenjivati pri niskim

259

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

temperaturama i kod nerazvijenih biljaka s niskom razinom metabolizmaNaime urea se lako usvaja i u molekularnom obliku korijenom i listom augradnja reduciranog N zahtijeva visok intenzitet disanja odnosno keto-kiselineKrebsovog ciklusa Stoga pri niskim temperaturama iili niskim intenzitetommetabolizma dolazi do trovanja biljaka amonijakom i zastoja u vegetaciji Kodviših temperatura primjena uree za prihranu može izazvati ozbiljne opeklinena listu Također nakon primjene uree potrebno je nekoliko dana izbjegavatinavodnjavanje jer se premda ima slab dipolni moment lako ispire iz tlaLokalno koncentrirana urea u tlu utječe na smanjenje klijavosti i zastoj u ranomporastu biljaka

1029 Kalcijev cijanamid CaCN2

Tehnički proizvod je tamnosiv do crn zbog prisutnosti slobodnog ugljika Kaognojivo sadrži 18-22 amidno vezanog dušika Primjenjuje se prije sjetvenajmanje 2-3 tjedna jer nerazloženi kalcijev cijanamid uništava sjeme i korijenjebiljaka (djeluje kao totalni herbicid) Kalcijev cijanamid proizvodi se sljedećimprocesom

o2

o2 2 2

CaO + 3 C CaC + CO - 4522 kJ (pri 2000 C)

CaC + N CaCN + C + 3015 kJ (pri 1000 C)

reg

reg

U kiselim i neutralnim tlima kalcijev cijanamid se razlaže do uree na sljedećinačin

2 2 2 2 2

2 2 2 2 2

CaCN + 2 H O Ca(OH) + H CNH CN + H O CO(NH )

regreg

U tlima alkalne reakcije cijanamid većim dijelom prelazi u dicijanamid koji vrlotoksično djeluje na biljke

2 2 2 2 22 H CN (H CN )reg

Gotov proizvod često se miješa s mineralnim uljima (do 3 ) što sprječavaprašenje kod primjene i smanjuje opasnost od trovanja ljudi ili se granulira pa semože miješati s drugim gnojivima (koja ne sadrže amonijak) Rabi se i kaodefolijans prije berbe pamuka (15-30 kg ha-1) te kao herbicid za širokolisnekorove Na listu ostavlja opekline slične simptomu manjka kalija (rubnanekroza)

260

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

103 TEKUĆA N I NPK GNOJIVA

Tekuća dušična i multielementna gnojiva primjenjuju se uglavnom za prihranu(ponekad i startnu) uz mogućnost miješanja sa zaštitnim sredstvima Prskanjeusjeva tekućim gnojivima omogućuje ravnomjerno doziranje a hraniva usvojenapreko lista praktično odmah djeluju Učinkovitost tekućih gnojiva jednaka jekonvencionalnim mineralnim gnojivima ali se mogu preciznije dozirati i apliciratiu kombinaciji sa zaštitom usjeva tijekom vegetacije Znatno su skuplja odkonvencionalnih gnojiva i u ratarstvu se upotrebljavaju češće u sjemenskojproizvodnji a najčešće u povrtlarstvu vinogradarstvu hortikulturi i drugimprofitabilnim proizvodnjama Petrokemija doo iz Kutine preporučujeprimjenu svojih tekućih gnojiva Fertina razrijeđenih na 3-5 aktivne tvari

Folijarna aplikacija gnojiva je najbrži način opskrbe biljaka hranjivim elementima(ne uvijek i najbolji) i omogućuje brzu eliminaciju deficita pojedinih elemenataali sadrži niz tehničkih i biološko-fizioloških specifičnosti koje mogu izazvatiprobleme

middot mali intenzitet penetracije kod biljaka s debelom kutikulommiddot otjecanje s lista kod hidrofobnih površina (lista ili ploda)middot ispiranje kišommiddot brzo sušenje otopine (spreja) na lišćumiddot ograničena retranslokacija pojedinih elemenata (npr Ca i B)middot ograničena doza zbog primjene niske koncentracije (npr 1 acute 400 dm3 ha-1

= 4 kg ha-1 aktivne) imiddot oštećenja lista kod primjene više koncentracije (visoka osmotska vrijednost

nepovoljna pH-vrijednost otopine)

Tekuća gnojiva dijele se na

middot bistre otopine imiddot suspenzije

Bistre otopine ne sadrže talog i u njima su hraniva potpuno otopljena dok gasuspenzije imaju a potječe od netopljivog dijela krutog gnojiva odnosno punilaSuspenzije ne treba koristiti kao nosač drugih kemikalija odnosno miješati ihnpr sa zaštitnim sredstvima

Uobičajena je podjela tekućih N-gnojiva na temelju tlaka otopine

middot otopine bez tlaka - NH4OH s 20 N vodene otopine uree i amonijevognitrata

middot otopine niskog tlaka - NH4OH s 25 Nmiddot amonijakati - otopine N-gnojiva u amonijskoj vodi s 31-47 N imiddot otopine visokog tlaka - bezvodni amonijak s 82 N

261

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Proizvodnja tekućih dušičnih gnojiva znatno je niže cijene od proizvodnje krutihjer je nepotrebno sušenje granuliranje i pakiranje gnojiva Nedostaci takvihgnojiva su u tome što se ne mogu dobiti koncentrirane otopine zbog isoljavanjaProblem je i skladištenje zbog visokih tlakova i korozivnosti otopina a potrebnisu i posebni aplikatori kojima se unose u tlo na dubinu 12-15 cm Bezvodniamonijak zbog visokog tlaka para (6 bara na 10 degC 9 bara na 20 degC i 12 bara na30 degC) mora biti pohranjen i prevožen u posudama pod tlakom te se primjenjujes posebnom antikorozivnom opremom

U posljednjih nekoliko godina Petrokemija doo Kutina proizvodi UAN (urea +NH4NO3 + voda) tekuće dušično gnojivo s 30 plusmn 05 N i pH ~ 7 UAN sadrži malukoličinu amonijeva dihidrogenfosfata i amonijaka kao i antikorozivna sredstvakoja s ugljikovim čelicima stvaraju antikorozivni sloj (tanak film hidroksida ifosfata) pa se mogu rabiti posude za čuvanje i aplikatori izrađeni od uobičajenihmaterijala (plastika čelik aluminij itd)

UAN se primjenjuje unošenjem u tlo ali i folijarno i to čist razrijeđen ilipomiješan s pesticidima i mikroelementima kao i fertigacijom(navodnjavanjem) te kemigacijom (navodnjavanjem pomiješan s pesticidima)Korisnike UAN-a treba upozoriti da nerazrijeđeno gnojivo primijenjeno folijarnoizaziva različit stupanj opeklina lista i drugih organa (npr plodova) ovisno ovanjskoj temperaturi i biljnoj vrsti Stoga se preporučuje folijarna primjena zaoblačnog vremena (ili ujutro odnosno uvečer) i kod biljaka koje su u fazi brzogvegetativnog porasta (brzo obnavljaju asimilacijsku površinu) i imaju visokurazinu metabolizma za ugradnju reduciranih oblika N (75 od ukupnog N uUAN-u je reducirani N) u organsku tvar

Oštećenje lista kod primjene UAN-a ili drugih tekućih gnojiva nije posljedicanjegovog toksičnog djelovanja već visoka osmotska vrijednost kapljica UAN-abrzo izvlači vodu iz nježnog tkiva lista dovodi do plazmolize narušava seionska bilanca u protoplazmi i to izaziva opekline a nakon toga i nekrozu lišćaTakođer dolazi i do blokade enzima ureaze i stoga incidentno visokekoncentracije uree u listu Problem oštećenja lišća može se ublažiti dodatkomtvari za povećanje osmotske vrijednosti lišća u tekuće gnojivo npr saharozePodaci o najvećoj dopuštenoj koncentraciji aktivne tvari kod primjene tekućihgnojiva često su kontradiktorni Npr za pšenicu se preporučuju koncentracijedušika za folijarnu primjenu između 4 i 30 (nerazrijeđeni UAN)

Potrebe pojedinih gnojiva prikazane u tablici 105 mogu se izračunati premaformuli

kg potrebe hraniva x 100 50 x 100kg gnojiva = npr za AN = 149 aktivne tvari 335

262

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 105 Ekvivalentne količine pojedinih N-gnojiva kod različitih potreba uN-gnojidbi

Potrebakg Nha

Bezvodniamonijak

82 N

Amonijevnitrat

335 N

KAN27 N

Amonijevsulfat

21 N

UAN30 N

Urea46 N

30 37 90 111 143 100 6540 49 120 148 190 133 8750 61 149 185 238 167 10960 73 179 222 286 200 13070 85 209 259 333 233 15280 98 239 296 381 267 17490 110 269 333 429 300 196

100 122 299 370 476 333 217110 134 328 407 524 367 239120 146 358 444 571 400 261130 158 388 481 619 433 283140 171 418 518 667 467 304160 195 478 592 762 533 348180 220 537 667 857 600 391

Količina hraniva sadržana u nekom mineralnom gnojivu izračuna se na sljedećinačin

500 times 335U 500 kg AN-a = 1675 kg N100

Tekući anhidrirani amonijak kao najkoncentriranije dušično gnojivo (tablica105) uspješno se primjenjuje za uzgoj većine poljoprivrednih vrsta i to isključivopredsjetveno jer nagli ali prolazni porast alkalnosti tla nakon njegove primjeneoštećuje korijen ili sjeme biljaka Aplikacija se obavlja kod dovoljne vlažnosti tlaradi sprječavanja gubitaka isparavanjem (kod 15 vode u tlu gubici su gotovoneovisni o dubini aplikacije) a gubici mogu biti znatni volatizacijom naneutralnim i lužnatim tlima kod nestručne primjene

104 SPORODJELUJUĆA N-GNOJIVA

Daljnje povećanje učinkovitosti dušičnih gnojiva moguće je postići uvažavanjemMitscherlichovog zahtjeva za sporotekućim izvorom dušika odnosno ishranombiljaka tijekom čitavog razdoblja vegetacije posebice u vegetativnim etapamarazvitka Stoga je prisutna težnja da se proizvedu takva dušična gnojiva koja će

263

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

postupno oslobađati mineralni dušik po mogućnosti prema potrebama biljakašto bi bilo idealno ali je i teško ostvarljivo Naime pod različitim uvjetima uzgojaista biljna vrsta pokazuje znatna odstupanja kod usvajanja hraniva a pored togapostoje i vrlo značajne razlike između njenih kultivara Zatim teško je utvrditikolika je stvarno potrebna koncentracija hraniva u vodenoj fazi tla za neki usjevovisno o etapi razvitka potrebi biljaka u dušiku ali i biološko-kemijsko-fizikalnimsvojstavima tla

Sporodjelujuća dušična gnojiva pokazuju znatno niže gubitke premakonvencionalnim gnojivima (zanemarivo ispiranje mali gubici denitrifikacijom ivolatizacijom) neznatno povećavaju osmotsku vrijednost vodene faze tla i neoštećuju sjeme ili mlade biljke a unose se samo jednom za čitavu vegetaciju i neonečišćuju okoliš

Uobičajeni tehnološki postupci za dobivanje sporodjelujućih dušičnih gnojiva su

middot prevlačenje granula krutih N-gnojiva talinom sumpora (9-30 S) voskovimai različitim polimerima (akrilne smole polistiren polietilen itd) koji slabopropuštaju vodu i usporavaju razlaganje granula i

middot kondenzacija uree s aldehidima (ureaform 38 N) s produžnim učinkom do6 mjeseci i neki drugi postupci sinteze

2 2 2 2 2

2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 2 2

NH CONH + CH O HOCH NHCONHCH O + HOCH NHCONH HOCH NHCONHCH HONH CONH + HOCH NHCONH NH CONHCH NHCONH + H O

middot primjena inhibitora ureaze i nitrifikacije imiddot polimeri inherentno netopivi u vodi

Sporodjelujuća dušična gnojiva mogu biti organski spojevi kao što su amonijevihumati (svega 2-3 N) ligninske sulfo-kiseline (N-lignin 18-20 N iizmjenjivačkim kapacitetom od ~ 100 cmol(+) g-1) kondenzati uree i aldehida(ureaform ili UF 35-40 N krotonilen-diurea 28-30 N (slika 101) izobutilen-diurea s 30-32 N (slika 102 i dr) tiourea (368 N) različiti triazini(pirolizati uree sadrže do 665 N npr melanin C3H6N6) proizvodi na baziCaCN2 i HCN (npr C2H3N3 s 58-60 N) oxamid (NH2-CO-CO-NH2) gunylurea itd

Slika 101 Kemijske formule nekih sporodjelujućih dušičnih gnojiva

264

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Od neorganskih sporodjelujućih dušičnih gnojiva ispitana je grupa metalnihamonijevih fosfata opće formule MeNH4PO4 acute H2O npr MgNH4PO4 (MagAmpR)koji sadrži 8 N 175 P i 14 Mg FeNH4PO4 i dr Također komercijalno seproizvodi urea u poliolefinskom omotaču (POCU - Polyolefin-coated urea) i ureapresvučena talinom sumpora (SCU - Sulfur coated urea) koji znatno produžavajuvrijeme otapanja uree povećavaju njezinu efikasnost i sprječavajupoluciju okoliša

Nepotpuno iskorištenje dušika iz gnojiva obično se pripisuje njegovim različitimgubicima iz tla u mineralnom obliku Sprječavanje mineralizacije organskihdušičnih gnojiva i transformaciju amonijskog do nitratnog dušika moguće jeizvesti primjenom inhibitora mikrobiološke aktivnosti U tlu NH4-N se prevodi donitrita djelovanjem Nitrosomonasa spp dok Nitrobacter spp prevodi nitrite donitrata Inhibicija nitrifikacije provodi se u jednoj (ovisno o pH-vrijednosti tla) iliobje faze transformacije amonijaka do nitrata

Na inhibiciju nitrifikacije djeluju različiti kemijski preparati posebice nekipesticidi ali se proizvode i posebni kao što su npr N-SERVE (2-kloro-6-(triklorometil)-piridin Dow Chemical Co SAD) AM (2-amino-kloro-metil-piramidin Toyo Koatsu Japan) AUF (ureaform s 10 dicijanamida) DCS (1 N-26-diklorfenilsukcinilamida inkorporiranog u ureu) DIDIN (dicijandiamid)Terrazole (5-etilen oksid-3-triklorometil-124-tiodiazol) itd Od inhibitora ureazenajčešće se komercijalno koristi N-(n-butil) tiofosfat triamida (NBPT)

Ispitivanja su pokazala da je učinkovitost inhibitora nitrifikacije značajna uuvjetima visokih gubitaka dušika ispiranjem ili denitrifikacijom što je naglašeno utoplom klimatu ali i lakim propusnim tlima regijama s velikom količinompadalina (ili kod navodnjavanja) i tlima koja se jako vlaže u proljeće podzemnimili nadzemnim vodama

105 FOSFORNA GNOJIVA

Pristupačnost fosfora iz gnojiva ovisi o kemijskom obliku odnosno topljivostifosfata u vodenoj fazi tla ili izlučevinama korijenovog sustava Niskokoncentrirana limunska kiselina otapa sekundarne fosfate slično korijenskimizlučevinama pa se pristupačnost fosfornih gnojiva određuje na temeljutopljivosti u vodi i 2 limunskoj kiselini odnosno amonijevu citratu Zbogkemijskog vezivanja i vrlo slabe pokretljivosti u tlu te niske učinkovitostifosforna gnojiva se najčešće rabe za osnovnu rjeđe startnu gnojidbu a uprihrani samo izuzetno odnosno fosfor je tada sastojak kompleksnog gnojivaFosforna gnojiva u pravilu se ne primjenjuju po površini tla jer će se u istoj

265

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

vegetacijskoj godini iskoristiti vrlo mali dio uz opasnost da biljke budu plitkoukorijenjene i tako neotporne na sušu i polijeganje

Rasprostranjenost fosfora u prirodi je znatna ali se uglavnom nalazi unetopljivim solima ortofosforne kiseline pa je zadatak kod prerade prirodnihfosfata prevesti ih u oblike koje biljke lako usvajaju

Suvremene tendencije u proizvodnji fosfornih gnojiva idu za tim da se postignešto veća koncentracija aktivne tvari stoga nekad vrlo raširena uporabasuperfosfata i Thomasovog brašna gubi na značaju a sve je veća uporabatrostrukog superfosfata i kompleksnih gnojiva s fosforom Istražuju se i novioblici fosfora koje biljke dobro usvajaju npr dobivanje fosfornih gnojivaobradom polifosfatnih kiselina amonijakom (uobičajene su formulacije 12580do 15610) Vrlo perspektivan je fosfonitridamin (NP(NH2)2)n kao i još nekivisokokoncentrirani spojevi bogati fosforom

Za proizvodnju se fosfornih gnojiva kao sirovine koriste apatiti (magmatskopodrijetlo) i fosforiti (sedimentno podrijetlo) Zajednička formula apatita jeCa10R2(PO4)6 gdje R mogu biti ioni F- Cl- ili OH- Najrasprostranjeniji jefluorapatit čest je hidroksiapatit a najmanje je rasprostranjen klorapatit Diokalcija može biti zamijenjen sa Sr Ba Mn Fe itd Čisti fluorapatit ima 4222 P2O5 5559 CaO i 377 F Fosforiti su sedimenti nastali taloženjem iz morskevode u obliku kalcijeva fosfata Ca3(PO4)2 Dominatan fosforit je frankolit(Ca10(PO4)6ndashx(CO3)x(FOH)2+x) Najveća nalazišta fosforita su u SAD-u sjevernojAfrici i Rusiji gdje naslage pokrivaju tisuće km2 a debljina slojeva je oko 1 mSadržaj P2O5 u fosforitima iznosi 26-36

Prerada sirovih fosfata u fosfatna gnojiva sastoji se u prevođenju netopljivihoblika u biljci pristupačne oblike fosfora Kemijska prerada sirovine izvodi se natri osnovna načina

middot elektrokemijsko dobivanje elementarnog fosfora i njegova prerada u soli(koristi se u zemljama koje posjeduju dovoljno električne energije)

middot razlaganje sirovih fosfata jakim mineralnim kiselinama (najčešći postupak) imiddot termička prerada sirovih fosfata ili drugih ruda koje sadrže dovoljno fosfora

(nusproizvodi u čeličanama)

Prema kemijskom obliku fosforne komponente gnojiva se dijele na

middot mljevene sirove fosfatemiddot primarne kalcijeve fosfate (kalcijevi dihidrogenfosfati)middot sekundarne kalcijeve fosfate (kalcijevi hidrogenfosfati) imiddot topljene i termofosfate

266

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1051 Mljeveni sirovi fosfati

Početkom 19 st u Engleskoj je dobiveno prvo mineralno gnojivo mljevenjemodmašćenih životinjskih kostiju Sadržavalo je 22-30 P2O5 Danas se takavpostupak više ne koristi

1052 Fosforitno brašno

Fosforitno brašno sadrži 10-36 P2O5 i najčešće se koristi za dobivanjesuperfosfata i tripleksa Može se primjenjivati kao fosforno gnojivo uz dvauvjeta

middot gnojivo mora biti fino mljeveno tako da 80-90 prolazi kroz sito s otvorimaod 018 mm i

middot mora se rabiti na kiselim tlima kao sporodjelujuće gnojivo gdje pod utjecajemaktivne i izmjenjive kiselosti tla postupno prelazi u pristupačne oblike

3 4 2 2 3 3 2 4

4 2 3 2 4 2 3 2

3 4 2 4

4 2

a) Ca (PO ) + 2 H CO Ca(HCO ) + 2 CaHPO 2 CaHPO + 2 H CO Ca(H PO ) + Ca(HCO )

Hb) AK K + Ca (PO ) AK = Ca + 2 CaHPO

H

Hc) AK K + 2 CaHPO AK = Ca + 2 Ca(H PO

H

regreg

reg

reg 4 2)

Fosforitno brašno (pod različitim imenima npr Hyperfos s oko 28 P2O5Mikrofos Pelofos i dr) proizvodilo se iz fino mljevenih fosfata ili šljake (Pelofos)iz Simens-Martenovih peći sa 17 P2O5 2-4 Mg i 1-2 Mn a danas se vrlorijetko takva gnojiva proizvode (u Hrvatskoj više ne) i to samo za primjenu nakiselim tlima

Ovisno o podrijetlu sirovi mljeveni fosfati mogu sadržavati različite količineradionuklida (koji većim dijelom završe na deponijama u fosfogipsu kaoindustrijski otpad) pa se mora ozbiljno razmotriti njihova primjena u duljemvremenskom periodu Npr fosforiti podrijetlom iz Norveške zrače (Bq kg-1) 238U= 800-2000 232Th = 20-100 40K = 50-200 fosforiti iz Wyominga 238U = 2300232Ra = 2300 232Th = 10 apatiti iz Rusije 226Ra = 30 210Pb = 25 210Po = 30 232Th =60 40K = 100 itd

267

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

1053 Primarni kalcijevi fosfati

Superfosfat Ca(H2PO4)2 acute H2O + CaSO4

Donedavno je superfosfat bio najrasprostranjenije fosforno gnojivo koje sedobiva razlaganjem mljevenih sirovih fosfata (fosforita i apatita) sulfatnomkiselinom Tim postupkom prvo se dobije kiseli fosfat s velikom količinomslobodne fosfatne kiseline koja u procesu sazrijevanja reagira s nerazloženimsirovim fosfatima Ovisno o stehiometrijskom odnosu sirovih fosfata i sulfatnekiseline može se dobiti samo ortofosfatna kiselina za proizvodnju drugih gnojivaili proizvoda U procesu prerade sirovih fosfata sa sulfatnom kiselinom uzetoj ukoličini za dobivanje kalcijevog dihidrogenfosfata nastaje suspenzija (pulpa)koja vremenom kristalizira (sazrijeva) u kompaktnu masu koja se zatim sitni igranulira

Superfosfat je sivkast proizvod u obliku praha ili granula kemijske formuleCa(H2PO4)2 acute H2O + CaSO4 Kalcijev dihidrogenfosfat potpuno je topljiv u vodidok se gips (balast) praktično ne otapa Prema standardima fosfornakomponenta superfosfata mora biti najmanje 90 topljiva u vodi Gotovproizvod je slabo higroskopan ali dužim stajanjem se granule ipak slijepe Sadržinajčešće 16-24 P2O5 i 38-50 CaSO4

Sumarna reakcija dobivanja superfosfata je

10 2 4 6 2 4 2 2 4 2 2 4Ca F (PO ) + 7 H SO + 3 H O 3 Ca(H PO ) H O + 7 CaSO + 2 HFreg acute

Reakcija zapravo teče u dvije faze

5 4 3 2 4 2 3 4 4a) Ca F(PO ) + 5 H SO + 25 H O 3 H PO + 5 CaSO + HFreg

Nakon potpunog utroška sulfatne kiseline preostala sirovina reagira s nastalomfosfatnom kiselinom

5 4 3 3 4 2 2 4 2 2b) Ca F(PO ) + 7 H PO + 5 H O 5 Ca(H PO ) H O + HFreg acute

Primarne kalcijeve fosfate moguće je dobivati i razgradnjom sirovih fosfata nprapatita klorovodičnom (solnom) kiselinom

10 4 6 2 2 2 4 2 2 2Ca (PO ) F + 14 HCl + 3 H O 3 Ca(H PO ) H O + 7 CaCl + 2 HFreg acute

U postupku granulacije superfosfata dodaje se obično usitnjeni vapnenac zasnižavanje sadržaja slobodnih kiselina posebice fosfatne koje može biti do 5

268

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Trostruki superfosfat (tripleks Ca(H2PO4)2 acute H2O

Razlaganjem mljevenih sirovih fosfata s ortofosfatnom kiselinom (H3PO4) dobijese trostruki superfosfat koji sadrži kalcijev dihidrogenfosfat ali za razliku odsuperfosfata sadrži vrlo malo gipsa (balast) Zbog toga je koncentracija tripleksaznatno viša uglavnom 38-48 P2O5 uz svega 5-15 CaSO4

Trostruki superfosfat dobiva se na sljedeći način

5 4 3 3 4 2 2 4 2 2

3 3 4 2 4 2 2 2

Ca F(PO ) + 7 H PO + 5 H O 5 Ca(H PO ) H O + HFCaCO + 2 H PO Ca(H PO ) H O + CO

reg acutereg acute

Razlaganjem mljevenih sirovih fosfata smjesom sulfatne i fosfatne kiselinedobije se gnojivo pod nazivom obogaćeni superfosfat s 22-34 P2O5

Fosforna komponenta trostrukog superfosfata djeluje jednako kao kodsuperfosfata Oba gnojiva su kemijski kisela zbog prisustva slobodnih kiselina idisocijacije H2PO4

- H+ + HPO42- Fiziološka reakcija običnog i trostrukog

superfosfata je neutralna jer biljke podjednako ili više koriste fosfatne ione odiona Ca2+ iako ima i mišljenja da im je fiziološka reakcija slabo kisela

1054 Sekundarni kalcijevi fosfati

Precipitat (taložnik) CaHPO4 acute 2H2O

Precipitat je sekundarni kalcijev fosfat (kalcijev hidrogenfosfat) koji sadrži do 40 P2O5 topljivog u 2 -noj limunskoj kiselini najčešće 27-31 Dobiva setaloženjem iz otopine H3PO4 s Ca(OH)2 ili vodene suspenzije mljevenogvapnenca ali neutralizacijom kalcijevog dihidrogenfosfata Nastali bijeli talog seodvaja suši usitnjava i granulira Kemijske reakcije dobivanja su sljedeće

2 3 4 4 2

3 3 4 4 2 2

2 4 2 2 2 4 2 2

Ca(OH) + H PO CaHPO 2 H O2 CaCO + 2 H PO 2 CaHPO 2 H O + 2 COCa(H PO ) H O + Ca(OH) 2 CaHPO 2 H O + H O

reg acutereg acute

acute reg acute

Precipitat ima dobra fizikalno-kemijska svojstva praktično nije higroskopanneutralne je fiziološke reakcije i visoko je koncentrirano fosforno gnojivo Ipakmalo se proizvodi zbog visoke proizvodne cijene Djeluje slično primarnimkalcijevim fosfatima koji premda su topljivi u vodi u tlu prelaze u sekundarnefosfate u prisutnosti kalcija (retrogradacija fosfora) Smatra se da precipitat ipakbolje djeluje na kiselim degradiranim i tlima slabo opskrbljenim fosforom asuperfosfat i tripleks na neutralnim slaboalkalnim tlima i černozemu Hidrati

269

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

sekundarnog kalcijevog fosfata topljiviji su u tlu od bezvodne soli (anhidrida) pase uglavnom CaHPO4 acute 2 H2O i upotrebljava kao gnojivo

Topljeni i termofosfati

Topljeni i termofosfati su grupa fosfornih gnojiva koja se dobiva na visokimtemperaturama iz različitih sirovina koje sadrže fosfor netopljiva su u vodi izbog potrebe za bržim djelovanjem najčešće su to praškasta gnojiva

middot Topljeni fosfati Dobivaju se topljenjem sirovih fosfata s kremenommagnezijevim ili aluminijevim silikatima na 1400-1500 degC Fosfornakomponenta je citrat topljiva

middot Termofosfati (glihfosfati) Proizvod su sinteriziranja sirovih fosfata s NaOHNa2SO4 itd Sinteriziranje se izvodi u rotacijskim pećima na 1100-1200 degC afosforna komponenta je djelomično topljiva u amonijevom citratu U prodajisu ranije dolazili pod različitim komercijalnim imenima a vrlo poznato je bilognojivo Rhenania fosfat s 28 P2O5

Tomasfosfat (Tomasovo brašno) Tomasfosfat je gnojivo koje se dobiva kaonusproizvod u procesu proizvodnje čelika ako željezna ruda sadrži barem 1 PFosforna komponenta je u obliku kalcijevog fosfata (siliko-karnotitCa5[SiO4(PO4)2]) topljivog u 2 -tnoj limunskoj kiselini Gnojivo sadrži joškalcijeve silikate Mn Cu i druge metale Ohlađena troska iz Bessemerovih pećiili konvertora se melje tako da prolazi kroz sito od 018 mm tamnosive je dosmeđe boje i velike nasipne mase (32 g cm-3) Proizvodi se s 8-14 P2O5 ovisnoo koncentraciji fosfora u željeznoj rudi Radi visokog sadržaja CaO ne smije semiješati s amonijskim gnojivima Tomasfosfat je sporodjelujuće fosforno gnojivos izrazitim produženim djelovanjem koje se koristi isključivo na kiselim tlima

106 KALIJEVA GNOJIVA

Više od 90 kalijevih gnojiva dobiva se oplemenjivanjem sirovih kalijevih soli izprirodnih nalazišta To su bez izuzetka vodotopljiva gnojiva ali kalijev ion u tlu seveže na adsorpcijski kompleks (ili se čak fiksira) pa djeluju produženo Kalijevagnojiva dijele se na

middot sirove kalijeve soli (mljeveni prirodni minerali)Silvin KClSilvinit KCl acute NaCl

270

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Karnalit KCl acute MgCl2 acute 6 H2OKainit KCl acute MgSO4 acute 3 H2OŠeinit K2SO4 acute MgSO4 acute 6 H2OPolihalit K2SO4 acute MgSO4 acute MgSO4 acute 2 CaSO4

Ortoklas K[AlSi3O8]Muskovit KAl2(OHF)2[AlSi3O10]

middot koncentrirana K-gnojiva (dobiju se preradom sirovih soli) imiddot smjese sirovih soli i koncentriranih K-gnojiva

Prerada sirovih kalijevih soli u koncentrirana gnojiva izvodi se otapanjem u vodi ifrakcijskom kristalizacijom što je omogućeno različitim temperaturnimkoeficijentima topljivosti pojedinih komponenti Treba napomenuti da kalij uprirodi dolazi u smjesi s radionuklidom 40K (0012 ) te mu je specifičnaaktivnost 31200 Bq kg-1 što u Njemačkoj čini 10 prirodne radiokativnosti (017do 21 mSv)

KCl se isporučuje s 40 ili 60 a K2SO4 s 50 K2O

1061 Kalijev klorid

Proizvodi se iz više prirodnih minerala pretežito silvinita (smjesa silvina i halitaKCl + NaCl 20-42 K2O) i karnalita (KCl acute MgCl2 acute 6 H2O 9-12 K2O) Do sadanije razvijena ekonomski isplativa proizvodnja gnojiva iz netopljivih kalijevihminerala (glaukonit leucit feldspati i škriljci) koji predstavljaju ogromnu rezervukalija

1062 Kalijev sulfat

Izdvaja se iz langbeinita (K2SO4 acute 2 MgSO4) kainita (KCl acute MgSO4 acute 3 H2O) išeinita (K2SO4 acute MgSO4 acute 6 H2O)

271

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

107 SLOŽENA MINERALNA GNOJIVA

1071 Kompleksna gnojiva

U ovu grupu gnojiva ubrajaju se kako pojedinačna gnojiva čiji kation i anionsudjeluju u ishrani biljaka (npr KNO3 NH4H2PO4) tako i kompozicije različitih solikoje sadrže dva ili tri osnovna hranjiva elementa (NP NK PK i NPK) Takvekombinacije dobiju se reakcijom nitratne (dušične) fosfatne (fosforne) i sulfatne(sumporne) kiseline s amonijakom prirodnim fosfatima kalijevim i amonijevimsolima U suvremenoj agrotehnici kompleksna gnojiva su najčešći oblik gnojiva irabe se u granulama homogenog sastava Sadržaj pojedinih elemenata izražavase kao maseni omjer N P2O5 K2O pri čemu se omjer naziva formulacija gnojivaa ukupan sadržaj aktivne tvari koncentracija mineralnog gnojiva

Petrokemija doo Kutina proizvodi vrlo širok asortiman kompleksnih gnojivaza različite primjene (tablica 106)

Tablica 106 Asortiman gnojiva Petrokemije doo iz Kutine

Formulacije pogodne za osnovnu i melioracijsku gnojidbuformulacija omjer hraniva napomena oblik dušika topljivost P5 20 30 146 bez klora NH4-N vodotopljiv6 18 36 136 NH4-N vodotopljiv7 14 21 123 bez klora NH4-N i NO3-N vodot i citrot7 20 30 12943 NH4-N vodotopljiv7 20 30 12943 + 05 B NH4-N vodotopljiv8 26 26 14343 NH4-N vodotopljiv12 52 0 1430 MAP NH4-N vodotopljiv16 48 0 130 DAP NH4-N citrotopljiv

Formulacije pogodne za predsjetvenu ili startnu gnojidbuformulacija omjer hraniva napomena oblik dušika topljivost P7 14 21 123 bez klora NH4-N i NO3-N vodot i citrot7 20 30 12943 NH4-N vodotopljiv8 16 24 123 +2 MgO NH4-N i NO3-N vodot i citrot

10 30 20 132 NH4-N vodotopljiv12 52 0 1430 MAP NH4-N vodotopljiv13 10 12 1077092 NH4-N i NO3-N citrotopljiv13 10 12 1077092 1 phoxim NH4-N i NO3-N citrotopljiv15 15 15 111 NH4-N vodotopljiv16 48 0 130 DAP NH4-N citrotopljiv13 13 21 11162 NH4-N i NO3-N vodot i citrot

Formulacije pogodne za prihranuformulacija omjer hraniva napomena oblik dušika topljivost P15 15 15 111 NH4-N i NO3-N vodot i citrot18 9 9 10505 NH4-N i NO3-N citrotopljiv20 10 10 10505 NH4-N i NO3-N citrotopljiv

272

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Kalijev nitrat - KNO3

Kalijev nitrat je vrlo dobro kompleksno gnojivo bez punila bijele sivkaste iližućkaste boje malo higroskopno te neutralne do alkalne fiziološke reakcijeSadrži 465 K2O i svega 14 N U prirodi ga ima malo stoga se uglavnomsintetizira

3 3

4 3 3 4

3 3

1) NaNO + KCl NaCl + KNO dvostruka zamjena NH NO + KCl KNO + NH Cl 2) KCl + HNO KNO + HCl iz nitratne kisel

reg

regreg

2 3

ine3) KCl + 2 NO KNO + NOCl iz nitroznih plinovareg

Kalijev nitrat pogodan je za gnojidbu biljnih vrsta koje zahtijevaju dosta kalija(šećerna repa krumpir itd) i za slučajeve gdje je previše fosfora u tlu ali zbogniskog sadržaja dušik je potrebno i posebno primjenjivati

Amonijevi fosfati

Amonijevi i amonizirani fosfati proizvode se u znatnim količinama zbogjednostavnog postupka dobivanja i visoke koncentracije aktivne tvari Služe i kaosirovina za proizvodnju trojnih kompleksnih gnojiva iz grupe amofoski

NH4H2PO4 MAP (mono-amonij fosfat) formulacije 12520

(NH4)2HPO4 DAP (diamonij-fosfat) 18460

(NH4)3PO4 ne koristi se zbog kemijske nepostojanosti i

CaHPO4 + (NH4)2HPO4 amonizirani superfosfat

Amonijevi fosfati dobivaju se neutralizacijom ortofosfatne kiseline s amonijakomi sve više se koriste zbog visoke djelotvornosti visoke koncentracije aktivne tvarii povoljne cijene Nakon unošenja u tlo ova gnojiva brzo hidroliziraju što dovodido lokalnog povećanja alkalnosti uz opasnost oštećenja korijena Stoga se nepreporučuje startno unošenje ovih gnojiva u trake u blizini sjemena

Amonijevi poli i metafosfati

Amonijevi poli i metafosfati su najkoncentriranija gnojiva uopće a dobivaju seneutralizacijom superfosfatne kiseline koja je smjesa više kiselina Ortofosfatigrade homologne nizove čija je strukturna jedinica tetraedar PO4 acute 6 n gdje noznačava stupanj kondenzacije (1-106)

273

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3 4 4 2 7 2

3 4 4 2 7 5 3 10

5 3 10 3

grijanjevakuum

grijanjevakuum

grijanjevakuum

2 H PO H P O + H O (pirofosfatna kiselina)

H PO + H P O H P O (tripolifosfatna kiselina)

H P O 3 HPO + H

frac34frac34frac34frac34reg

frac34frac34frac34frac34reg

frac34frac34frac34frac34reg 2O (metafosfatna kiselina)

Neutralizacija tako dobivenih kiselina amonijakom izvodi se pod tlakom i napovišenoj temperaturi

4 10 3 2P O + 4 NH 4 HNPO(OH) + 2 H Oreg

Ovako dobivena fosforna gnojiva temperaturno su dovoljno stabilna i nisuhigroskopna Sadrže obično 17 N i 80 P2O5 (zanimljivo je da zbog načinaizražavanja fosfora i kalija kao oksida mogu sadržavati i više od 100 aktivnetvari) Polifosfati su polimeri ravnih lanaca dok metafosfati imaju cikličan iumrežen oblik Sličnim postupcima mogu se proizvoditi kalijevi orto imetafosfati Kalijev metafosfat (KPO3) rabi se kao citrat topljivo kompleksnognojivo (~ 50 topljivo u vodi) koje sadrži 57 P2O5 i 35 K2O Polifosfati u tluhidroliziraju i biljke lako usvajaju fosfor iz ovih gnojiva

3 2 4 2 7

4 2 7 2 3 4

5 3 10 2 3 4

2 HPO + H O H P OH P O + H O 2 H POH P O + 2 H O 3 H PO

regregreg

Polifosfati se komercijalno proizvode i kao tekuća gnojiva npr amonijev-polifosfat (APP) formulacije 10340 s dodatkom mikroelemenata čest je u SAD-u Efikasnost mu je slična MAP-u

1072 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s HNO3

Ovim postupkom prirodni fosfati razlažu se nitratnom (dušičnom) kiselinom i izdobivene otopine moguće je proizvesti pojedinačna dušična i fosforna gnojivaali i kompleksna dvojna i trojna gnojiva sa širokim rasponom omjera N P i K(slika 102) Za razliku od procesa proizvodnje u kojem se za razlaganje sirovihfosfata koristi sulfatna odnosno fosfatna kiselina ovim postupkom poredkemijske energije HNO3 i dušik ulaze u sastav gnojiva Nedostatak ovog procesaje u tome što fosforna komponenta gnojiva nije topljiva u vodi već u 2 -tnojlimunskoj kiselini a i ne mogu se dobiti sve formulacije koje omogućavaju drugipostupci dobivanja gnojiva Taj nedostatak rješava se dodavanjem fosfatnekiseline ili trostrukog superfosfata u proizvodnji Osnovna jednadžba postupkaje

274

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

10 2 4 6 3 3 4 3 2Ca F (PO ) + 20 HNO 6 H PO + 10 Ca(NO ) + 2 HFreg

U proizvodnji gnojiva proces se odvija po fazama

3 4 2 3 3 4 3 21 Ca (PO ) + 6 HNO 2 H PO + 3 Ca(NO )reg

Zatim se u dobivenu smjesu uvodi amonijak i dobiva nitrofos

3 4 3 2 3 4 3 4 3 22 2 H PO + 3 Ca(NO ) + 4 NH 4 NH NO + 2 CaHPO + Ca(NO )reg

Kalcijev nitrat je vrlo higroskopan i uklanja se iz otopine jednim od sljedećihnačina ili pak hlađenjem otopine

3 2 2 4 3 4 3 4

3 2 3 4 3 4 3 4

3 2 2 3 3 4 3 3

a) Ca(NO ) + H SO + 2 NH 2 NH NO + CaSO (sulfonitratni)b) Ca(NO ) + H PO + 2 NH 2 NH NO + CaHPO (fosfonitratni)c) Ca(NO ) + H CO + 2 NH 2 NH NO + CaCO (karbonitratni)

regregreg

Tipične formulacije gnojiva prema opisanim reakcijama su

a) 16160 a uz dodatak KCl 121212

b) 20200 do 17350

c) 16130 ili 20100 a uz dodatak KCl 131012 ili 1899

Posljednji postupak (c) je ekonomičan jer se koristi suvišni ugljikov(IV)-oksid izsinteze amonijaka Stabilizacija kalcijevog hidrogenfosfata u nitrofosu obavlja sedodatkom MgSO4 Dobivenoj pulpi dodaje se KCl ili K2SO4 pa se dobijekompleksno gnojivo općeg imena nitrofoska

4 3 4NH NO + CaHPO + KCl reg NPK - nitrofoska

Opisani postupak dobivanja kompleksnih gnojiva provodi se u starim pogonimatvornice Petrokemija doo iz Kutine U novim postrojenjima sirovi mljevenifosfati razlažu se sumpornom kiselinom Nitrofoske sadrže dušik u amonijskom initratnom obliku sav kalij je topljiv u vodi a fosfor djelomice ili isključivo u 2 -tnoj limunskoj kiselini To na neutralnim i alkalnim tlima smanjuje djelotvornostfosfora ali samo u prvoj godini primjene

1073 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s H2SO4

Razlaganjem sirovih mljevenih fosfata sumpornom ili fosfornom kiselinomdobiju se kompleksna gnojiva pod nazivom amofosi a uz dodatak kalijevih soliamofoske Tim postupkom moguće je dobiti viši sadržaj aktivne tvari premaprethodno opisanom postupku razlaganja sirovih fosfata dušičnom kiselinomFosfatna komponenta topljiva je u vodi ali je dušik isključivo u amonijskomobliku Kemijski proces se može prikazati sljedećim formulama

275

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3 4 2 2 4 3 4 41 Ca (PO ) + 3 H SO 2 H PO + 3 CaSOreg

Zatim se fosfatna kiselina neutralizira amonijakom

3 4 3 4 2 4

3 4 3 4 2 4

a) H PO + NH NH H PO (MAP) ilib) H PO + 2 NH (NH ) HPO (DAP ili amofos)

regreg

Dobivenoj pulpi dodaje se KCl ili K2SO4

4 2 4NH H PO + KCl reg 4 2 4NH Cl + KH PO (amofoska)

U proizvodnji fosfornih gnojiva velik problem je fosfogips kabasti industrijskiotpad koji se generira ~ 5 t po toni proizvedenog P2O5 (kao fosforna kiseline) ili~ 16 t po toni sirovog fosfata To predstavlja ozbiljan problem odlaganja sobzirom da je fosfogips nisko radioaktivan (ima nižu radioaktivnost od graničnevrijednosti 500 Bq kg-1 po EU normama) a sadrži i toksične elemente (Cd HgZn Cr Ni Pb As) fosfornu kiselinu i fluor Problemi s fosfogipsom mogu seriješiti njegovom primjenom za neutralizaciju (kalcizaciju) kiselih tala i zapopravak (reklamaciju) alkalnih tala (npr soloneca) Naime radioaktivnostfosfogipsa ne predstavlja problem u dozama od nekoliko t ha-1 a fosfogips jepribližno 100 puta topljiviji od CaCO3 u neutralnoj sredini Naravno njegovokorištenje kao građevinskog materijala nije dopušteno u visokogradnji zbogprisutnosti radionuklida posebice plinovitog radona Radon (86Rn) jejednoatomni plin bez boje i mirisa osam puta veće gustoće od zraka pri sobnojtemperaturi radioaktivan i kancerogen ako se udiše

Slika 102 Shema procesa proizvodnje nitrofoski

276

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1074 Miješana gnojiva

Miješana mineralna gnojiva dobivaju se mehaničkim miješanjem krutihpojedinačnih gnojiva u praškastom ili granuliranom obliku Po agrokemijskimsvojstvima takva se gnojiva ne razlikuju od kompleksnih i mogu se dobiti različiteformulacije za sve zahtjeve suvremene agrotehnike Ipak kompleksna gnojivadanas su gotovo potpuno istisnula primjenu miješanih gnojiva u HrvatskojNaime u proizvodnji kompleksnih gnojiva koriste se i poluproizvodi a u odnosuna miješana gnojiva imaju značajno veću koncentraciju aktivne tvari što snižavatroškove prijevoza skladištenja i raspodjele

Prednost miješanih gnojiva je u tome što se miješanjem može postići formulacijaprimjerena potrebama biljaka i stanju raspoloživosti hraniva u tlu Miješanagnojiva osim glavnih hranjivih elemenata sadrže kao punilo često veće količinekalcijevog karbonata koji povoljno djeluje na kemijsko-fizikalna svojstva tla akod miješanja mogu se dodati mikroelementi zaštitna sredstva stimulatorirasta i druge komponente u količini koja je primjerena nekom tlu biljci ili etapirazvitka Zbog takvih mogućnosti u nekim se zemljama vrlo često koristemiješana gnojiva na primjer u SAD-u gdje je ratarska proizvodnja pojedinihfarmi usko specijalizirana pa miješana gnojiva čine 60-70 ukupne potrošnjemineralnih gnojiva

1075 Sporodjelujuća kompleksna gnojiva

Sve češće se pored dušičnih koriste i druga sporodjelujuća gnojiva pa ikompleksna Osim kemijski teško topljivih soli slično dušičnim sporodjelujućimgnojivima za enkapsulaciju granula konvencionalnih gnojiva primjenjuju serazličite tvari koje sporo propuštaju vodu i usporavaju hidrolizu i difuzijumineralnih soli iz kapsula u vanjsku sredinu Granule konvencionalnih mineralnihgnojiva najčešće se oblažu talinom sumpora ali se sve češće koriste i drugimaterijali (44-difenilmetan di-izocijanat dietilen-glikol trietanolamin i dr)Otpuštanje hraniva ovisno o materijalu za oblaganje granula i njegovoj debljinimože biti programirano u vremenu od 1 do 24 mjeseca a primjenom etilen-ugljikovog monoksidnog kopolimera može se postići fotokemijskirazgradiv premaz i ekološki prihvatljiva primjena sporodjelujućih gnojiva

Produženo otpuštanje hranjivih tvari može se postići uz širok omjer gnojivaprema volumenu tla primjenom tzv supergranula (zadržavanje hraniva unutargranule korištenjem ionoizmjenjivača) briketa tableta štapića i dr Takođervažno je naglasiti da sporim otpuštanjem hraniva iz granule efikasnost gnojivaznatno raste (tablica 107)

277

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 107 Efikasnost konvencionalnih i sporodjelujućih gnojiva (istogsastava i koncentracije)

HranivoKonvencionalno

gnojivoGnojivo s kontrolomotpuštanja hraniva

Efikasnost ( iskorištenja)N 40 - 60 60 - 90P 10 - 30 30 - 60K 50 - 70 70 - 90

1076 Antagonizam gnojiva

Miješanje gnojiva zbog postizanja potrebne formulacije ili miješanjekompleksnih i pojedinačnih gnojiva zbog pojednostavljenja primjene zahtijevapoznavanje kemijskih svojstava mineralnih gnojiva Naime neka mineralnagnojiva ne treba miješati jer dolazi do neželjenih kemijskih reakcija koje moguutjecati na gubitak hraniva ili pogoršati kemijska i fizikalna svojstva u odnosu napolazne komponente Takva pojava naziva se antagonizam gnojiva a štetneposljedice izazivaju sljedeće kemijske reakcije

Neutralizacija

2 4 2 3 4 4 2 4

4 3 3 4 2 4 2 4

a) Ca(H PO ) + NH CaHPO + NH H POb) 3 CaHPO + 2 NH Ca (PO ) + (NH ) HPO

regreg

Gornji primjer pokazuje kako se miješanjem amonijevih gnojiva i kalcijevogdihidrogenfosfata dolazi do prevođenja primarnog kalcijevog fosfata koji jevodotopljiv preko sekundarnog (kalcijev hidrogenfosfat) koji je citrat topljiv utercijarni (kalcijev fosfat) netopljiv (retrogradacija)

Dekompozicija

2 2 2 3 2

4 2 4 4 2 4 3

a) CO(NH ) + H O 2 NH + COb) (NH ) HPO NH H PO + NH

regreg

Razlaganjem gnojiva dolazi do gubitka aktivne tvari na povišenimtemperaturama i uz prisutnost vlage U prvom primjeru prikazana jedekompozicija uree Proces je vrlo brz pri višim temperaturama pa se tako natemperaturi od 65 degC za 30 dana razgradi sva urea U drugom slučaju prikazanoje raspadanje DAP-a do MAP-a uz gubitak dušika volatizacijom

278

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Hidratacija

4 2 4 2CaHPO + 2 H O CaHPO 2 H Oreg acute

Hidratacijom se pogoršavaju fizikalna svojstva gnojiva pa može doći dosljepljivanja granula ili zgrudnjavanja što predstavlja veliki problem zaravnomjernu raspodjelu gnojiva

Dvostruka dekompozicija

4 3 2 4 2 4 2 4 3 2

4 3 3 4 4 2 4 3

4 3 4 3

a) 2 NH NO + Ca(H PO ) 2 NH H PO + Ca(NO )b) NH NO + H PO NH H PO + HNOc) NH NO + KCl NH Cl + KNO

regregreg

U prva dva primjera prikazane su reakcije miješanja amonijevog nitrata sasuperfosfatom (ili tripleksom) gdje se miješanjem mijenjaju kemijska svojstva uznastanak kalcijevog nitrata što zbog njegove higroskopnosti je pogoršanjefizikalnih osobina prema početnim komponentama U drugom slučaju slobodnekiseline u kalcijevim dihidrogenfosfatima dovode do gubitka dušika u oblikunitroznih para a u trećem primjeru dolazi do kemijskih promjena Tablica 108pokazuje mogućnosti miješanja pojedinačnih gnojiva

Tablica 108 Mogućnost miješanja gnojiva

Gnojivo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 Ca(NO3)2

2 NaNO3 Aring3 (NH4)2SO4 acute 2 NH4NO3 acute +4 KAN acute + Aring5 (NH4)2SO4 acute + + Aring6 NH4Cl acute + Aring + +7 CO(NH2)2 acute acute acute acute Aring Aring8 CaCN2 Aring + acute acute acute acute Aring9 CaHPO4 Aring + + + + + + +

10 Ca(H2PO4)2 + CaSO4 acute Aring Aring Aring + + acute acute +11 termofosfati Aring + acute acute acute acute Aring + + acute12 K2SO4 i MgSO4 Aring + + + + + + Aring + + Aring13 KCl acute + + + + + acute Aring + + Aring +14 CaCO3 Aring + Aring Aring acute + Aring + + acute + Aring Aring

(Miješanje + dopušteno acute zabranjeno Aring dopušteno za kraće vrijeme)

279

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

108 MIKROGNOJIVA

Više biljke zahtijevaju osim makroelemenata i esencijalne mikrolemente odkojih su Fe Mn Zn Cu i Ni teški metali (ρ gt 5 g cm-3) Mo prijelazni element Clhalogen a B nemetal Biljke usvajaju teške metale u obliku kationa ili metalnihkelata dok se ostali usvajaju kao anioni Zbog male količine koje biljkezahtijevaju mikroelementi se uglavnom dodaju konvencionalnim mineralnimgnojivima ili rabe kao otopine za folijarnu ishranu za vlaženje sjemena ili kaododatak otopinama za zaštitu bilja Mikrognojiva sadrže do 500 g ha-1 aktivnetvari

Od Fe-gnojiva pretežito se rabe vodotopljive tvari soli ili kelati u količini do 5 kgFe ha-1

FeSO4 acute 7 H2O Sadrži 20 Fe

Fe-EDTA Fe-kelat je Na sol etilendiamintetraacetata Komercijalnagnojiva sadrže 5-9 Fe (Fetrilon Sequestren itd) Koristise otopina za folijarnu ishranu koncentracije 01-02

Fe-oksalat Sadrži oko 22 Fe

Manganova mikrognojiva također su vodotopljive soli ili kelati Gnojidbenekoličine su 300-1000 g Mn ha-1 a kod izraženog manjka primjenjuje se 10-30 kgMn ha-1 Mogu se koristiti i netopljivi spojevi tako da se u pripremi gnojivaprovodi redukcija kiselinama do aktivnog (dvovalentnog mangana)

+ - 2+2 2MnO + 4 H + 2 e Mn + 2 H Oreg

Kao Mn-gnojiva koriste se najčešće

MnSO4 acute 4 H2O Sol s 24 Mn Otopina za folijarnu ishranu jekoncentracije 05 (hortikultura) do 2 (žitarice)

MnSO4 acute H2O Sol s 32 Mn

Mn-EDTA Kelat s 13 Mn

MnO Sadrži 48 Mn kojeg treba aktivirati (reducirati)kiselinom

Cinkova mikrognojiva su sljedeći spojevi

ZnSO4 acute 7 H2O Sol s 23 Zn Otopina za folijarnu ishranu je koncentracije02 (hortikultura) do 05 (žitarice)

ZnSO4 acute H2O Sol s 36 Zn

ZnSO4 acute 4 Zn(OH)2 Alkalni cinkov sulfat s 55 Zn

280

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Zn-EDTA Kelat cinka s oko 14 Zn (slika 103)

ZnO Sadrži oko 70 Zn Priprema se tako da 2 mg ZnO dolazina dm3 vode koja sadrži CO2

Slika 103 Prostorna struktura kelata željeza i cinka

Cink se rabi u količinama od 100 do 400 g ha-1 a kod izraženog manjka čak i do10-20 kg ha-1

Mikrognojiva bakra koriste se u vodotopljivim i netopljivim oblicima u količini 30do 100 g Cu ha-1 a kod jake deficijencije i do 10 kg Cu ha-1 Netopljivi oblici imajuizraženo produžno djelovanje i otapaju se u tlu pod utjecajem korijenskihizlučevina u dužem vremenskom razdoblju Kao Cu-gnojiva koriste se sljedećetvari

CuSO4 acute 5 H2O Sol s 25 Cu (modra galica) Otopina za folijarnu ishranuje koncentracije 02 (hortikultura) do 05 (žitarice)

CuSO4 acute H2O Sol s 36 Cu

Cu2Cl(OH)3 Sol s 48 Cu (zeleni bakar Cupravit itd) Otopina zafolijarnu ishranu je koncentracije 01-03

CuO Netopljiva sol sa 71 Cu

Vinogradska tla mogu često imati suvišak bakra zbog njegove primjene u zaštitiloze od fitopatogenih gljivica

Borna mikrognojiva se sve češće koriste za šećernu repu

Na2B4O7 acute 10 H2O Boraks (natrijev tetraborat) s 11 B Za folijarnu ishranušećerne repe otopina je koncentarcije do 1 a za voćedo 05

Na2B4O7 Anhidrirani (bezvodni) boraks s 22 B

H3BO3 Borna kiselina s 18 B

Na2B8O13 acute 4 H2O Solubor polyborat borsol s 21 B

281

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Ca2B6O11 acute 5 H2O Kolemanit s 9-14 B netopljiv u vodi s izraženimproduženim djelovanjem

Vodotopljiva borna gnojiva koriste se kao dodatak krutim mineralnim gnojivimai unose u tlo (2-4 kg B ha-1) ili kao otopine za folijarnu ishranu (005-01 )

Molibdenova mikrognojiva najčešće su dodatak konvencionalnim gnojivimanpr 005 Mo dodaje se superfosfatu Molibden se upotrebljava u količinama5-20 g ha-1 a kod jako izraženog manjka do 05 kg Mo ha-1 Koriste se

Na2MoO4 acute 2 H2O Sol s 40 Mo

(NH4)6Mo7O24acute4 H2O Sol s 54 Mo

CaMoO4 Netopljiva sol u vodi s 48 Mo

109 KRISTALONI

Kristaloni su zbirno ime posebne vrste gnojiva koja su u potpunosti topljiva uvodi (ne sadrže balast odnosno punilo ili u vodi netopljive hranjive elemente)Kristalone proizvode različiti proizvođači a ime su dobili (1996) premapatentiranim proizvodima norveške firme Norsk Hydro (vlasnik patenta trenutnoje belgijska firma Nu3 NV)

Najčešće se koriste u hortikulturi uz fertigaciju ili kao folijarna gnojiva a sadržečesto mikroelemente i hormone rasta Također mogu se primijeniti i zagnojidbu usjeva voća povrća i cvijeća na otvorenom ili u kontroliranimuvjetima uz navodnjavanje kap po kap orošavanje prskanje ili uz neki drugisustav

Primjena kristalona najčešće je ograničena na visoko profitabilnu proizvodnju(voće povrće cvijeće vinova loza i dr) i zahtijeva posebnu tehnologiju (sustaveza fertigaciju ili folijarnu primjenu) a mogu se primjenjivati i u kombinaciji sazaštitnim sredstvima (kemigacija) Ubrajaju se u brzodjelujuća gnojiva tzv HFRF(Hydrosoluble Fast Release Fertilizers) a formulacija kristalona naglašava se vrločesto bojama (npr Kristalon orange - 61236 Kristalon white - 15530Kristalon red - 121236 itd) radi boljeg raspoznavanja

282

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1010 ORGANSKA I PRIRODNA GNOJIVA

Organska gnojiva su po svom sastavu i svojstvima vrlo raznolika skupina kojaobuhvaća uglavnom različite otpatke biljnog i životinjskog podrijetla

Organska gnojiva sa ili bez dodatka mineralnih gnojiva dijele se u nekolikogrupa

middot Gnojiva bazirana na tresetu (ili tvarima slične stabilnosti) tresetkompostirana kora drveća lignit i sl minimalne konc hraniva 1 N 05 P 08 K i 30 organske tvari

middot Otpad životinjskog podrijetla kao što su rogovi koštano brašno krvnobrašno (9-13 N) perje i sl

middot Gnojiva na bazi otpadnog materijala biljnog ili industrijskog podrijetlapivarska pulpa uljne pogače soje uljane repice masline ili suncokretavinska pulpa i dr

middot Gnojiva na bazi komunalnog otpada npr muljevi iz otpadnih vodabiogeni i vrtni komposti komercijalni komposti i sl kod kojih treba pazitida ne prelaze dopuštenu koncentraciju teških metala naročito Pb CdCr Cu Ni Hg i Zn U suprotnom ne smiju se upotrebljavati u proizvodnjihrane već samo za parkove sportske terene uzgoj cvijeća i sl

Uporaba organskih gnojiva ali samo dok traje njegova redovita primjenapovećava količinu humusa u tlu Efekt je manje primjetan kod primjene tekućihorganskih gnojiva Važno je naglasiti kako primjena organskih gnojiva poboljšavasvojstva tla posebice strukturu što ima za posljedicu bolji vodnozračni odnosveću retenciju vode veću raspoloživost svih hraniva te jača otpornost na erozijuna nagnutim površinama Također primjena organskih gnojiva u razdoblju kadje tlo bez vegetacije ili kad biljke nemaju potrebu za usvajanje hranjivih tvarimože izazvati ekološke probleme (npr ispiranje nitrata na lakšim terenima ikalija gomilanje fosfora u gornjem sloju koji je podložan eroziji i sl)

10101 Stajnjak

Stajnjak je smjesa različito razgrađenih čvrstih (feces) i tekućih izlučevinadomaćih životinja i stelje (prostirke) koja služi za upijanje tekućeg dijela Sastavstajskog gnojiva ovisi o vrsti domaćih životinja načinu njihove ishrane i vrstestelje načinu čuvanja duljini fermentacije i dr stoga je stoga kemijski sastav iuporabna vrijednost stajnjaka vrlo različita

Primjenom većih količina stajnjaka može se dok traje primjena osjetnopovećati sadržaj organske tvari u tlu Međutim gubici hraniva iz stajnjaka su

283

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

također visoki a jedan dio tih hraniva u vidu tekućih izlučevina iilivolatizacijom nepovratno se izgubi zbog poteškoća u čuvanju Značajni gubitcidušika događaju se pri spremanju i fermentaciji gnojiva Dušik se gubi iisparavanjem nakon iznošenja i raspodjeli po tlu ispiranjem nakonmineralizacije u procesu humifikacije itd Zbog toga se smatra da samo oko 14cjelokupne količine dušika u stajnjaku biva iskorištena za ishranu bilja a uvišegodišnjoj primjeni zbog produžnog efekta i nešto više

Svojstva stelje vrlo su značajna za kakvoću stajskog gnojiva a posebno mjestopripada sadržaju celuloze koja se brzo razlaže te uslijed povećanja temperatureu hrpi stajnjaka gubici dušika u obliku amonijaka mogu biti vrlo veliki Brzinarazlaganja stajnjaka u tlu utječe na mobilizaciju hraniva pa stelja s punougljikohidrata iako sadrži manje dušika u konačnici pruža više dušika za ishranubilja u odnosu na stelju koja se teško razlaže Stanje razgrađenosti steljeodređuje fizička svojstva stajnjaka što je vrlo značajno za raspodjelu gnojiva ali iza svojstva humusa npr stelje od lišća i paprati daju kiseli humus

Količina ekskrementa ovisi o vrsti životinja njihove starosti i sastava stočnehrane Koncentriranija hrana bolje se iskorištava od hrane s malo proteinaMeđutim povećanje proteina u hrani iznad određene granice smanjuje njihovuprobavljivost pa im se sadržaj povećava u ekskrementima naročito u oblikuteško razgradivog lignoproteinskog kompleksa Fosfor se izlučuje pretežito ukrutom dijelu a kalij i dušik u tekućem dijelu stočnih ekskremenata

Godišnja količina stajnjaka ovisna je o vrsti i težini životinja Tako govedo mase500 kg ostavlja oko 15 t svježeg ili 11 t zrelog stajnjaka a konj iste mase oko 10 tsvježeg ili 8 t zrelog stajnjaka Manje životinje proizvode proporcionalno manjekoličine stajnjaka ovca (45 kg) oko 09 t svježeg ili 07 t zrelog svinja (100 kg)27 t odnosno 22 t Podaci vrijede za neprekidan boravak životinja u staji a kodispaše količina je manja za ~ 13 Očekivana količina svježeg stajskog gnojivamože se izračunati

gdje je K količina suhe tvari u hrani i P količina stelje + P 42Kaelig ouml acuteccedil divide

egrave oslash

Tijekom čuvanja stajnjaka događaju se određene promjene pod utjecajemrazličitih grupa mikroorganizama (gljive aktinomicete aerobne i anaerobnebakterije protozoe itd) Aktivnost mikroorganizama ovisna je o više čimbenikanpr način čuvanja vrsta stelje pH reakcija sredine temperatura vlažnostzbijenost stajnjaka i slično

Neugodan miris stajnjaka potječe od amina i tiola (merkaptana) koji nastajurazgradnjom proteina bez prisustva kisika (truljenje) U oksidacijskim uvjetimakrajnji produkti su CO2 i H2O pa slabo zbijene gomile stajnjaka imaju visokegubitke na težini i u dušiku U uvjetima dobre zbijenosti stajnjak za tri mjesecaizgubi ~ 30 mase i 25 N Obično se smatra da je stajnjak nakon 3-4 mjeseca

284

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

poluzreo a nakon 6-8 mjeseci potpuno zreo Gubici hraniva također mogunastati ispiranjem padalinama posebice kod niskih i slabo zbijenih hrpastajnjaka pa je izgradnja gnojišta najbolje (u EU i obvezatno) rješenje čime sesprječava i onečišćavanje okoliša

Zreli stajnjak ne sadrži slamnate dijelove ima niži sadržaj ugljika a budući da sedušik u toj fazi (sazrijevanje) manje gubi ujednačeniji je i ima viši sadržaj fosforai kalija Svježem stajnjaku sastav se može popraviti dodavanjem mineralnihfosfornih i kalijevih gnojiva Dodavanjem dušičnih mineralnih gnojiva popravljase i C N omjer Svježi stajnjak također ima i nepovoljna fizikalna svojstva teškose raspodjeljuje po parceli loše zaorava a velika količina slame nakonzaoravanja odvaja oranični od podoraničnog sloja i dovodi do brzog isušivanjatla

Stajnjak u prosjeku sadrži 75 vode 05 N (02-06) 03 P2O5 (01-07) i 06 K2O (01-07) 007-10 Ca 006-03 Mg 30-50 ppm Mn 10-20 ppm Zn 3-5 ppm B 1-3 ppm Cu 01-02 ppm Mo i ima C N omjer približno 20 1 Sadržajhraniva u stajnjaku može prilično varirati u odnosu na navedene vrijednostiovisno o načinu uzgoja stoke i čuvanja gnoja (tablice 109 i 1010)

Tablica 109 Prosječni sadržaj makroelemenata u svježem stajnjaku ()

Tip stajnjaka N P2O5 K2O Ca Mg S Organska tvarGoveđi 06 03 05 03 01 004 17Konjski 06 03 06 03 01 004 27Ovčji 09 05 08 04 01 006 30Svinjski 06 05 04 05 01 010 16Kokošji 15 13 05 30 03 040 30Brojlerski 31 30 20 20 04 070 30

Tablica 1010 Prosječni sadržaj mikroelemenata u svježem stajnjaku ()

Tip stajnjaka Mn Zn Cu B Fe VlagaGoveđi 00030 0002 00008 00020 --- 80Konjski 00030 0002 00008 00020 --- 70Ovčji 00030 0002 00008 00020 --- 65Svinjski 00005 0010 00004 00003 003 80Kokošji 00030 0002 00006 00020 006 65

Gnojivo za primjenu na jednoj parceli treba biti ujednačenog sastava i stoga seizuzima redom iz gnojišta (ili hrpe) Raspodjeljuje se ravnomjerno i odmahzaorava što značajno snižava gubitke dušika Količine stajnjaka manje odpotrebnih pokazuju veće iskorištenje hraniva premda se većim količinamapostiže veće produženo djelovanje (približno 50 od iskorištenja u prvojgodini) Prosječno se iz stajnjaka u prvoj godini nakon primjene iskoristi 20-30 dušika (iz svježeg i do 50 ) 15-20 fosfora i 50-60 kalija

285

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Izvezeni stajnjak na parcelu treba odmah raspodijeliti i zaorati (ili zakopati umanjim vrtovima) i to u najkraćem mogućem vremenu Naime gubici dušikavrlo brzo rastu pa ako je koeficijent djelotvornosti dušika iz stajnjaka u prvojgodini primjene 050 (50 iskorištenja) kod zaoravanja u roku od dva dananakon izvoženja na parcelu on je tek 035 nakon 2-4 dana a samo 020 nakon 7dana ili malčiranja (primjena stajnjaka po površini bez zaoravanja)

Na težim tlima svježi stajnjak se mora primijeniti u jesen (i na svim parcelama zakrumpir) a na lakšim tlima bolje je koristiti zreli stajnjak te ga unijeti predsjetvusadnju Svježi stajnjak s dosta slame rabi se znatno prije sjetve jer možeizazvati dušični manjak Razlog je visoka mikrobiološka aktivnost i veliki brojmikroorganizama kod razgradnje organskih tvari stajnjaka a uvjetuju biološkufiksaciju dušika koji je tada tek izumiranjem mikroorganizama na raspolaganjubiljkama Taj period traje 4-6 tjedana

Količine stajnjaka za gnojidbu kreću se od 20 t ha-1 naviše Prosječne doze su od20-40 t ha-1 (u vrtu to odgovara količini od 200-400 kg ar-1) a visoke su iznad tekoličine Kod primjene stajskog gnoja svake godine doze su 10-25 t ha-1Također treba voditi računa o EU nitratnoj direktivi koja ograničava primjenudušika na 170 kg ha-1 što uz 05 N u stajnjaku smanjuje najveću dozu na 34 tha-1 god-1

Dubina zaoravanja stajnjaka ovisi o svojstvima tla Na težim i vlažnim tlimastajnjak se zaorava na dubinu od 30 cm odnosno svakako veću od 15 cm a nalakšim tlima nešto pliće ali dublje od 10 cm Stajnjak pokazuje izrazitoproduženo djelovanje dušika (koje u slijedećim godinama progresivno opada)dok je iskorištenje fosfora i kalija u prvoj godini primjene slično mineralnimgnojivima

Stajski se gnoj koristi isključivo za gnojidbu okopavina a potrebna količinautvrđuje se na temelju potreba usjeva kemijske analize tla sastava gnoja injegove učinkovitosti (u prvoj godini primjene) Npr ako je sastav stajskoggnoja N = 55 kg t-1 P2O5 = 30 kg t-1 i K2O = 52 kg t-1 predviđena doza 25 t ha-1koeficijenti učinkovitosti (f) po godinama N1g = 050 N2g = 025 P2O5 = 0201g iK2O = 0501g) a potreba usjeva u hranivima 160 100 150 tada se izračunakoličina hraniva u njemu

Raspoloživi N = količina acute N acute Nf

= 25 acute 55 acute 050= 6875 kg N ha-1 u prvoj godini primjene= 25 acute 55 acute 025= 3438 kg N ha-1 u drugoj godini primjene

Raspoloživi P2O5 = 25 acute 30 acute 020= 15 kg P2O5 ha-1 u prvoj godini primjene

Raspoloživi K2O = 25 acute 52 acute 050= 65 kg K2O ha-1 u prvoj godini primjene

286

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Preostala količina hraniva podmiri se ovisno o rezultatima kemijske analize tlamineralnim gnojivom (za prvu godinu primjene stajskog gnoja)

Izvor hraniva N P2O5 K2OPotrebna gnojidba 160 100 150Kemijska analiza tla -52 -150 -100Hraniva u stajnjaku -69 -15 -65Rezidualna hraniva iz preth godine -21 -8 -32Neto zahtjev za hranivima 18 -73 -47

Dakle prema gornjem proračunu trebalo bi primijeniti samo 67 kg ha-1 KAN-a (ustartu ili u prihrani za proljetne usjeve) za podmirenje potreba za dušikom (18 acute10027 = 67) dok su potrebe za fosforom i kalijom potpuno zadovoljene(negativne vrijednosti Neto zahtjev za hranivima)

Potrebne količine dušika za povrće uz primjenu stajskog gnoja mogu seprocijeniti na temelju tablice 1011

Tablica 1011 Potreba mineralnog dušika za povrće uz primjenu stajnjaka

Vrsta kg N ar-1 KAN kg ar-1 Vrijeme i način primjeneKupus 12 - 20 5 - 8 12 u sadnji 12 nakon 5 tjedna

Cvjetača 05 - 10 2 - 4 12 u sadnji 12 nakon 4 tjednaRajčica 05 - 10 2 - 4 12 u sadnji 12 nakon 4-5 tjedna

Krastavci 05 - 10 2 - 4 12 u sjetvi 12 u 67 mjesecuKrumpir 08 - 12 3 - 5 12 u sadnji 12 nakon zagrtanja

Primjenu stajskog gnoja neposredno pred sadnju dobro podnose kupusnjače ilisnato povrće (špinat salata) dok za mrkvu peršin rajčicu grah (i neke druge)stajnjak treba primijeniti ranije Kod lisnatog povrća neposredna primjenaorganskih gnojiva pred sadnju može biti opasna zbog prenošenja zaraznih klicališćem (npr više serotipova Salmonele)

U ekološkoj proizvodnji sve se više koristi kruti stajski gnoj obogaćen finomljevenim sirovim fosfatima (PROM - Phosphate Rich Organic Manure 24 ili34 P2O5) Mineralna fosforna komponenta iz takvog gnojiva brže djeluje nakiselim tlima ali pod utjecajem izlučevina korijena i mikroorganizama trikalcijevfosfat se polako razgrađuje te se efekt naročito kod česte aplikacije zapaža većnakon nekoliko godina

10102 Tekući i polutekući stajnjak (gnojnica i gnojovka)

Tekuće izlučevine domaćih životinja (preciznije suspenzija urina neizbježnihdijelova krutog izmeta drugih krutih čestica razloženih mikroorganizma ikišnice) koje stelja ne upije ili u modernim sustavima držanja stoke odvojene

287

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

nakon separacije krutih ekskremenata nazivaju se gnojnica Čuvanjem gnojniceu otvorenim jamama ili bazenima vrlo brzo se gubi dušik u obliku amonijakaposebice pri višim temperaturama Gnojnica sadrži prosječno 02 N (01-05)05 K2O (03-10) i fosfora u tragovima (001 P2O5)

Dušik u gnojnici je 70 u obliku amonijaka pa se lako gubi isparavanjem Gubicidušika sprječavaju se dodavanjem formaldehida (01 ) gipsa ili sumpornekiseline pri čemu nastaje amonijev sulfat Postupak sumporizacije (sulfatizacije)treba provoditi izvan staje zbog redukcije sumpora do sulfida koji su otrovni zastoku Sulfatna kiselina i kalijeva gnojiva jako su korozivna pa se sve manjeupotrebljavaju kao dodatak gnojnici Dodavanjem superfosfata gnojnici (sadržigips) snižava se pH i sprječava isparavanje amonijaka bez štetnih posljedica postoku a gnojnica se obogaćuje fosforom

Količina gnojnice po govedu iznosi oko 15 kg dan-1 a po jednoj svinji oko 4 kgdan-1 što daje do 5 m3 gnojnice u jednoj godini po grlu odnosno oko 10 kg N i do25 kg K2O

Pod gnojovkom se podrazumijeva tekući stajnjak koji se dobiva u suvremenimstajama gdje se životinjski ekskrementi čuvaju bez primjene stelje Sadržaj suhetvari u gnojovci je do 15 odnosno produkcija po govedu je oko 50 kg dan-1 apo svinji 4 kg dan-1 Koncentracija hraniva u gnojovci može znatno odstupati odnavedenih vrijednosti (tablica 1012) ovisno o načinu uzgoja ishrani stoke ičuvanju gnojovke (otvorene lagune anaerobna fermentacija itd)

Goveđa gnojovka prosječno sadrži uz 55 organske tvari oko 04 N 02 P2O5 i 05 K2O a svinjska uz 60 organske tvari i oko 06 N 045 P2O5 i025 K2O U gnojovci je oko 50 dušika u amonijskom obliku a C N omjervarira između 51 do 81 Iskoristivost dušika iz gnojovke u prvoj godini nakonprimjene nešto je veća u odnosu na stajnjak (30-50 )

Tablica 1012 Prosječne vrijednosti gnojovke (Virginia Tech and research datafrom NC State University 1993)

GnojovkaN NH4 P2O5 K2O Ca S Mg Zn H2O

kg m-3

Goveđa 276 113 168 252 120 037 058 003 930Svinjska 372 240 264 204 103 056 035 005 950Juneća 444 192 276 384 119 084 061 002 890

Primjena gnojovke zbog niske koncentracije organske tvari prilično je skupa pase koristi uglavnom u blizini staja ili tamo gdje se očekuje rentabilna biljnaproizvodnja Gnojovku bi trebalo do primjene čuvati u posebnim bazenima-cisternama bez dodira sa zrakom a unosi se posebnim aplikatorima ispodpovršine tla jer površinska primjena dovodi do vrlo visokih gubitaka dušikaPrimjenjuje se u količini 40-80 m3 goveđe gnojovke (za što je potrebno 2-4 kraveza gnojidbu 1 ha oranice) ili 30-45 m3 svinjske (10-15 svinja po jednom ha

288

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

oranice) Uporaba gnojovke mora se obavljati u skladu s važećim propisima udopuštenim količinama prema teksturnoj klasi tla te samo u vegetacijskomdijelu godine (nikako zimi ili po snijegu)

10103 Guano

Guano (peruanski guano fosfatni guano i sl) su nataloženi ekskrementi morskihptica usitnjeni do veličine granula pogodnih za raspodjelu formulacije 381 do841 To je prirodno gnojivo koje sadrži mikrolemente (posebice željezo i bor)kalcij magnezij i sumpor a zbog povoljnog djelovanja na fizikalno-kemijskasvojstva tla koristi se i kao kondicioner (samo u Sjevernoj i Južnoj Americi zbogskupog prijevoza male količine aktivne tvari)

10104 Gradski otpad

Prerađeni gradski otpad (poznat u SAD-u pod imenom milorganite) dobiva sedjelovanjem mikroorganizama na organski dio gradskog otpada specijalnimpostupkom u digestorima (prvo anaerobnom a zatim aerobnomfermentacijom) Fermentirana masa se suši smeđe je do tamne boje i imapribližno formulaciju 525 Takav proizvod može sadržavati mikroorganizmemikroelemente ali i pesticide teške metale te druge štetne tvari pa ga trebapažljivo ispitati prije uporabe u proizvodnji hrane (takvo gnojivo mora imaticertifikat) Međutim vrlo je pogodan za primjenu u hortikulturi i rasadnicimadrveća

Ako se sličnim postupkom prerađuje stajski gnoj dobije se izvrsno gnojivo (uSAD-u poznato pod nazivom tankage) slično kompostu a uz gnojivo se dobije igorivi plin metan pogodan za različite energetske potrebe

10105 Zelena gnojidba (sideracija) i pokrovni usjevi

Zaoravanje zelene mase određenih biljnih vrsta naziva se zelena gnojidba ilisideracija Provođenje zelene gnojidbe s namjerom obogaćivanja tla organskomtvari i dušikom je diskutabilno jer se porast sadržaja humusa u tlu najčešćepostiže samo u razdoblju provođenja takve mjere Naime sadržaj organske tvariu tlu je karakteristična i stabilna veličina ovisno o klimi i kemijsko-fizikalnimsvojstvima tla tipu te načinu uporabe tla ali se zato zelenom gnojidbom znatnopovećava biogenost tla Stoga se svaki oblik zelene gnojidbe mora posebice

289

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ocjenjivati jer često je aktivna tvar iz mineralnih gnojiva niže cijene u odnosu naprimjenu zelene gnojidbe Ipak sideracija ima značaj u povećanju dušika tla i tobez utroška energije jer leguminozne biljke simbiotski vežu molekularni dušik izatmosfere Ona također pomaže u sprječavanju površinske erozije poboljšavafizikalne karakteristike tla (povećava retenciju za vodu i aeraciju) sprječavaispiranje hraniva (konzervacija hraniva) i intenzivira mikrobiološke procese u tluStoga je zelena gnojidba vrlo dobar način povećanja produktivnosti tla aposebno je interesantna njezina primjena u alternativnim sustavima biljneproizvodnje

Biljne vrste koje se koriste za zelenu gnojidbu trebaju sadržavati veliku količinulakorazgradivih tvari najprije dušika i pepela te je poželjno da se proces njihoverazgradnje nakon zaoravanja odvija što brže Međutim sastav biljaka mijenja setijekom vegetacije pa starije biljke sadrže više lignina i celuloze a manje pepela idušika teže se razlažu i imaju nepovoljniji C N omjer Nasuprot njima kodmlađih biljaka koje se brzo razlažu mogući su gubitci u obliku amonijaka pa se uzelenoj gnojidbi pristupa kompromisnom rješenju te se zaoravaju biljke u fazicvjetanja

Za zelenu gnojidbu uzgajaju se biljke relativno brzog porasta s dosta organsketvari i velikom apsorpcijskom moći korijena što im omogućuje razmjernoučinkovitu transformaciju nepristupačnih oblika hraniva u bioraspoloživahraniva Ponekad se u alternativnim sustavima biljne proizvodnje koristenematocidne biljke (Pangola digitgrass Digitaria decumbens Transvaladigitgrass Tagetes patula Indigofera hirsuta Crotalaria spectabilis i dr) Kodizbora usjeva (ili smjese usjeva) za zelenu gnojidbu treba znati da leguminozesadrže razmjerno puno dušika uz niži sadržaj ugljikohidrata dok je kod trava tosuprotno Količina zelene mase koja se zaorava je 10-20 t ha-1 (ili 2-4 t ST ha-1)zatim 07-30 t korijena po ha uz oko 100 kg N ha-1 kod leguminoza Zelenu masuprije zaoravanja potrebno je usitniti radi nesmetane obrade i pripreme tla zasjetvu

Pokrovni usjevi neobično su važni u sustavima primarne organske produkcijenaročito s aspekta održive poljoprivredne proizvodnje Pod izrazom pokrovniusjev podrazumijeva se više različitih mjera održavanja tla pod vegetacijom(zimski pokrovni usjevi zelena gnojidba ljeti živi malčevi (međuusjevi) sjetvakrmnog bilja iza glavnog usjeva i dr) a s namjerom održanja ili povećanjaorganske tvari tla poboljšanja fizikalnih svojstava tla (strukture vodozračnogrežima i dr) akumulacije dušika leguminozama poboljšanja mikrobiološkeaktivnosti tla suzbijanja korova odnosno općenito podizanja plodnosti tla

Dakle zelena gnojidba podrazumijeva unos svježe lakorazgradljive organsketvari u tlo (nakon cvatnje) s namjerom obogaćivanja tla hranivima dok pokrovniusjevi imaju dodatnu funkciju pokrivača tla s namjerom sprječavanja erozije(vodom ili vjetrom) i ispiranja hraniva prije svega nitrata (u tom smislu često se

290

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

nazivaju i usjevi hvatači (catch crops npr raž poslije kukuruza koja ćespriječiti ispiranje hraniva tijekom zime) Pokrovni usjevi mogu bitijednogodišnje dvogodišnje ili višegodišnje zeljaste biljke često i više vrstabiljaka združenih sjetvom

Od zimskih pokrovnih usjeva često se koriste različite leguminoze (djetelinegrahorice i dr) ali to može biti i raž (pa čak i mješavina raži ječma i pšenice) ilineka druga žitarica koja dobro podnosi zimske uvjete uzgoja

Pokrovni usjevi uzgajani ljeti uglavnom imaju namjenu siderata i koriste se ucilju popunjavanja plodoreda uz obogaćivanje tla hranivima posebice na slaboplodnim tlima ili kao priprema zemljišta za višegodišnji usjev ili zasnivanjetrajnog nasada Koriste se različite leguminoze ali i druge biljne vrste kao što suproso krmni sirak sudanska trava rauola heljda i dr koje će pomoći upoboljšanju fizikalno-kemijskih svojstava tla i gušenju korova

Pod pojmom živi malč podrazumijeva se pokrovni usjev unutar godišnjeg ilivišegodišnjeg usjeva ili trajnog nasada (međuusjev) koji donosi dobit Živimmalčevima suzbija se korov smanjuje ili sprječava erozija tla poboljšavaplodnost zadržava voda i utječe na bolju kvalitetu podzemne vode(sprječavanjem ispiranja lakopokretnih iona) Primjerice živi malč može bitigrahorica u kukuruzu djetelina u no-till povrću različite trave ili leguminoze uvoćnjacima vinogradima i dr Za suzbijanje korova koriste se biljke koje imajunaglašena alelopatska svojstva (usporavaju ili inhibiraju rast drugih biljaka ilikorova) Npr mlada raž zaorana u punom busanju a prije no-till sadnjepovrća može spriječiti pojavu korova za nekoliko tjedana odnosno sve dotrenutka kada usjev potpuno pokriva tlo Osobno iskustvo autora sa sjetvomraži prije sadnje rajčice u Istri je izvrsno

Efikasnost sideracije i uzgoja pokrovnih usjeva treba procjenjivati s jedne stranekroz podizanje plodnosti i obogaćivanje tla hranivima sprječavanje erozijeredukcije korova zadržavanje hraniva i sprječavanje onečišćenja podzemnihvoda ali i s aspekta ekonomske isplativosti Naime kratkoročna korist čestomože biti niža od uloženih sredstava i rada te potrebu za zelenom gnojidbom isjetvom pokrovnih usjeva treba razmotriti za svaki konkretni slučaj posebiceanalizirajući dugoročnu korist (eliminacija erozije i onečišćenja okoliša korovapodizanje produktivnosti tla i dr) U ekološkoj proizvodnji hrane sideracija isjetva pokrovnih usjeva zapravo nemaju alternativu

10106 Komposti

Komposti su organska gnojiva dobivena kompostiranjem različitih organskihprvenstveno biljnih ostataka često izmiješanih s tvarima mineralnog podrijetlakao što su vapno pepeo mineralna gnojiva (organomineralni komposti) i dr U

291

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

procesu kompostiranja uz pomoć termofilne mikrobiološke aktivnosti ibiokemijskih transformacija (egzoterman proces kontrolirane biooksidacije)svježa organska tvar podliježe prvo dekompoziciji (katabolizam) a zatimanaboličkim (sintetskim) procesima sličnim tvorbi humusa Količina dobivenogkomposta je 40-50 od početne mase svježe organske tvari zbog gubitakaugljika vode i drugih tvari u procesu kompostiranja

Manje količine komposta priređuju se u jamama ili većim posudama a veće uhrpama Optimalna vlažnost materijala je 50-55 a kod pripreme većih količinakomposta potrebno je ostaviti otvore za ulaz kisika izdvajanje CO2 i vode teregulaciju temperature koja se provodi prisilnim ubacivanjem zraka kroz otvoreili miješanjem sadržaja cijele hrpe Nedostatak kisika se najprije zapaža lošimmirisom zbog truljenja organskog materijala što rezultira lošim C N odnosomdobivenog komposta i povećanim gubitkom dušika volatizacijom amonijakaIdealni C N omjer mase za kompostiranje treba biti 25-301 a pH između 6 i 8U gotovom kompostu C N omjer je tipično 101 a postotak ugljika ili dušika unjemu može se procijeniti izrazom

C N C C N C N N C NC N

= acute = =

Temperatura kompostiranja se održava između 48 i 65 degC ali bi trebala barem12 sati biti u granicama 65-71 degC radi učinkovitog uništavanja sjemena korovaKompostiranje manjih količina traje oko 3 mjeseca a kod većih hrpa i teškorazgradivog organskog otpada često 2-3 godine

Širenjem ekološke poljoprivrede razvijeno je više načina kompostiranja Kemijskii mikrobiološki sastav komposta jako ovisi o načinu pripreme i vrsti organskihotpadaka koji se koriste za pripremu takvog gnojiva dok industrijska pripremakomposta podrazumijeva kontrolirani viosokotemperaturni proces pa jeproizvod relativno sterilan i bez sjemenki korova

Kompostiranje se može provoditi na više načina a prema US Composting Councilpet je različitih tehnologija kompostiranja

1 Pasivan proces (bez miješanja podešavanja C N omjera podešavanjavlage temperature ili pH) nezaštićenog materijala za kompostiranje (naotvorenom) Kompostiranje traje 12-14 mjeseci

2 Kompostiranje u trakastim uređenim hrpama na otvorenom uzpreokretanje prirodno osvjetljavanje i početno podešavanje C Nomjera kontrolu vlažnosti (dodavanje vode) i kontrolu temperaturemiješanjem kompostne mase Vrijeme kompostiranja je 2-12 mjeseci

3 Kompostiranje zaštićeno od atmosferskih utjecaja (prekrivanje) sastatičnom strukturom kompostne mase uz obvezno umjetno svjetlo spočetnim podešavanjem C N omjera uz kontrolu vlage i temperatureupuhivanjem zraka Vrijeme kompostiranja je 2-6 mjeseci

292

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

4 Kompostiranje u posebno izgrađenim prostorima (rovovi ili bazeni)zaštićeno od atmosferskih utjecaja (prekrivanje ili dr) s preokretanjemkompostne mase uz umjetno osvjetljavanje s početnim podešavanjemC N omjera kontrolom vlažnosti uz dodavanje vode i kontrolutemperature upuhivanjem zraka Vrijeme kompostiranja je 2-5 mjeseci

5 Aktivan proces kompostiranja (kao pod 4) ali uz primjenumikroorganizama (celulolizatori N-fiksatori i dr) i dodavanje biogenihelemenata (najčešće samo dušika) Vrijeme kompostiranja je 2-4mjeseca

U ekološkoj poljoprivredi često se priprema indorski kompost (naziv potječe odmjesta Indore u Indiji gdje je razvijena tehnologija njegove pripreme premaHowardu 1873-1947) Materijal za kompostiranje može biti vrlo različit nprsuha ili svježa trava slama i svaki drugi organski otpad (manje od 10 tvrdogdrvenastog otpada) Materijal za kompostiranje slaže se u slojeve debele oko 20cm preko čega se stavlja sloj 7-10 cm svježeg stajnjaka (bilo kojeg alinajkvalitetniji je kokošji gnoj) i tanak sloj fino samljevenog vapnenca te potompolijeva vodom Postupak se ponavlja sve dok hrpa ne bude visoka 15-20 mkoja se zatim pokrije slojem zemlje debelim ~ 15 cm Širina hrpe ne treba prijeći15 m dok dužina ovisi o potrebi Na svaki metar dužine izbuši se otvor za zraktako da se prvi mjesec kompostiranja razvijaju aerobne bakterije Nakon 4-6tjedana materijal se dobro izmiješa pokrije iznova zemljom i ostavi još 4-6tjedana kompostirati bez utjecaja zraka Nakon 3-4 mjeseca kompost se možekoristiti za ekološku proizvodnju hrane a u klasičnoj poljoprivrednoj produkcijidobro je na 1 m3 komposta dodati 2-3 kg dušičnog ili još bolje NPK mineralnoggnojiva

U povrćarstvu se primjenjuje do 5 cm god-1 komposta po površini i unese (ili jošbolje izmiješa frezom) na dubinu 15-20 cm Kompost nije djelotvoran protivkorova kao malč i ne treba ga na taj način koristiti

10107 Zemljišni crvi i vermikomposti

Zemljišni crvi su vrlo velika grupa zemljišne faune Najčešći reprezentanti sugujavice (Lumbricidae) s oko 160 vrsta dužine 2-30 cm ali i do 3 m(Megascolides australis) Oni su općenito žderači organske tvari koja prolazi kroznjihov probavni sustav zajedno s tlom i transformira se do oblika koji lakopodliježu humifikaciji Pri tome se obavlja i dezinfekcija tla npr populacijanematoda biva smanjena do 60 Budući da gujavice preferiraju organsku tvarkoja sadrži veću količinu žive mikrobiološke mase (neki istraživači misle da su oniesencijalni u njihovoj ishrani) u tlu dolazi do redukcije pojedinih štetnih vrstamikroorganizama

293

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Zemljišni crvi sadrže oko 80 vode i vlažnost tla je vrlo važna za njihov život jerdnevno gube do 15 vode Aktivni su u rasponu temperature 0-30 degC i učincinjihovog djelovanja su

middot biološki (utjecaj na promjenu mikroflore)middot kemijski (razgradnja organske tvari veća raspoloživost biljnih hraniva) imiddot fizikalni (aeracija tla premještanje hraniva iz dubljih slojeva u zonu korijena)

Vermikomposting je iskorištavanje gujavica (i drugih zemljišnih organizama nprnematoda) za ubrzavanje procesa kompostiranja i povećanje efikasnostikompostiranja Vermikompost (lumbripost biohumus biotor) je vrlo finestrukture C N omjera vrlo sličnom humusu (91 do 151) sadrži 15-25 N azreo je i ugodnog mirisa na prirodno tlo

10108 Bihugnoj

Bihugnoj (Biogas Manure = BgM) je gusta polutekuća tvar koja zaostaje udigestorima za proizvodnju bioplina (metanska fermentacija) iz različitihorganskih tvari Fertilizacijska vrijednost bihugnoja je znatno veća od stajnjakajer sadrži više biogenih elemenata (prosječno 20 N 10 P2O5 i 15 K2O)pH-vrijednost je alakalna (7-9) a sadrži do 10 organske tvari Bihugnojproizveden iz komunalnog otpada nije primjenjiv u proizvodnji hrane Svježižitki bihugnoj (slika 104) primjenjuje se slično gnojovki

Slika 104 Shematski prikaz digestora za proizvodnju bioplina i bihugnoja

294

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1011 VODENE KULTURE (HIDROPONI) I HRANJIVE OTOPINE

Hranjive otopine kao supstrat biljne ishrane koriste se u hidroponima apriređuju po različitim receptima visno o biljnoj vrsti To nipošto nije novinačin proizvodnje (primjenu započinje Woodward u Engleskoj u 1699) i još odvremena Sachsa (1860) Knopa (1865) i Pffefera (1900) poznate su metodeuzgoja u vodenim kulturama a danas su obogaćene najnovijim saznanjima ousvajanju hraniva Međutim većina biljaka zadovoljava se standardnimotopinama kao što su Hoagland broj 2 Pennigsfeld ili Gericke (tablica 1013)Osmotski tlak hranjivih otopina za uzgoj biljaka u hidroponima obično je između05 i 15 bar a pH-vrijednost se mora češće nadzirati i održavati na okooptimalnih 55

Uzgoj biljaka u velikim hidroponik sustavima nadziran je automatskim uređajimaza prilagođavanje koncentracije hranjivih elemenata pH-vrijednosti i uzuvođenje kisika u otopinu (prozračivanje) a većina hidroponskih načina uzgojakombinirana je sa stakleničkim uzgojem uz nadzor temperature svjetlostivlažnosti zraka pa čak i uz prilagođavanje (povećanje) koncentracije CO2 akoriste se različite vodene otopine hranjivih tvari prilagođenog sastava zaodređenu proizvodnju (tablica 1014) Time je omogućen uzgoj u svimrazdobljima godine pod najpovoljnijim uvjetima visina prinosa je višestrukoveća u odnosu na poljske uvjete kakvoća proizvoda je visoka i moguće jedetaljno planirati marketing proizvoda

Pored hidroponik sustava ali dosta rijetko primjenjuje se i aeroponik tehnikagdje se korijen biljaka u pravilnim vremenskim razmacima uranja u hranjivuotopinu ili njome prska Takvi sustavi su eksperimentalni skupi uvijekstakleničkog tipa i s različitim konstrukcijskim rješenjima Npr biljke suukorijenjene u rastresit sintetski supstrat velike retencijske sposobnosti za vodusmještene u rešetkaste nosače pričvršćene na beskrajnu traku koja kružnopomjera biljke (približno jedan okret po satu) tako da se na donjoj točki korijenpotapa u hranjivu otopinu a podizanjem prema gore i nakon dostizanja gornjetočke spuštaju se iznova sjevernom stranom visokog staklenika (gt 10 m) dootopine pa sve biljke dobivaju podjednaku količinu i kvalitetu svjetlosti

Danas se sve češće biljke uzgajaju na tzv NFT ili hranjivim filmovima Takavsustav temelji se na kružnom strujanju hranjive otopine (zatvoreni sustav bezonečišćavanja okoline) iznad plitkih bazena prekrivenih PVC folijom malonagnutih (~ 25 cm pada na 30 m) bez supstrata za ukorjenjivanje Temperaturaotopine regulira se na 35 degC a za salatu počinje uzgoj na 20 degC Proračunipokazuju da je cijena uspostavljanja NFT hidroponik sustava 81500 $ ha-1 (neračunajući investiciju u staklenik i laboratorij) uz godišnju investiciju uproizvodnju od približno 22000 $ ha-1

295

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 1013 Priprema i sastav nekoliko hranjivih otopina (Finck 1982)

Priprema hranjivihotopina

Hoagland 2 Pennigsfeld Gerickedestilirana voda vodovodna voda

(mg dm-3)KNO3 500 426 460Ca(NO3)2 acute 4 H2O 118 868 -KH2PO4 136 284 105NH4NO3 - - 105(NH4)2SO4 - 10 -MgSO4 acute 7 H2O 493 378 216Mg(NO3)2 acute 6 H2O - - 25CaCO3 - - (85)Fe-citratFe-EDTA 20 Fe 5 - -FeSO4 acute 7 H2O - 20 15MnSO4 acute 4 H2O 2 5 2ZnSO4 acute 7 H2O 02 004 08CuSO4 acute 5 H2O 008 004 06Na2B4O7 acute 10 H2O 2 10 17(NH4)6Mo7O24 01 - -

Sastav hranjivih otopina (ppm ili mg dm-3)N 212 192 93P 32 64 24K 234 248 210Ca 200 178 34Mg 48 37 24Fe 1 4 3Mn 05 12 05Zn 005 001 02Cu 002 001 015B 05 1 02Mo 001 - -Početni pH otopine 45 55 55Koncentracija soli 17 20 09Prva hranjiva otopina se zbog prilagođavanja biljaka priprema s 12 navedenekoncentracije a zatim se nastavlja s punom koncentracijom hranivaŽeljezo se zbog problema s precipitacijom ponovljeno dodaje svaka tri dana aod 1950 kao EDTA (etilendiamintetraoctena kiselina)

296

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Agregirani hidroponik sustavi podrazumijevaju približno 20-litarske plastičnekontejnere (UV rezistentan PVC) napunjene nekim inertnim medijem visokogretencijskog kapaciteta za vodu npr kamenom vunom ili nekim drugimmedijem koji pruža dobar oslonac korijenu a mogu imati otvorenu ili zatvorenucirkulaciju hranjive otopine Kontejner se koristi 2 godine nakon toga se mijenjaili se sterilizira kamena vuna odnosno vermikulit perlit ili njihova kombinacijaKod otvorenih sustava primjenjuje se kapanje te je dnevno potrebno pokontejneru oko 2 dm3 hranjive otopine Sustav je pogodan za uzgoj rajčica ikrastavaca Veći proizvođači koriste kamenu vunu (oko 96 pora) u većimotvorenim sustavima na crnoj PVC foliji

Tablica 1014 Priprema hranjive otopine za hidroponski uzgoj rajčice ikrastavaca

Kemijski spoj

Otopina za rajčice Otopina za krastavceA B A B

Od sadnje doprvih plodova

Od prvog plodado kraja uzgoja

Od sadnje doprvih plodova

Od prvog plodado kraja uzgoja

ppm g m-3 ppm g m-3 ppm g m-3 ppm g m-3

MgSO4 acute 7 H2O Mg 50 500 Mg 50 500 Mg 50 500 Mg 50 500KH2PO4 K 77 270 K 77 270 K 77 270 K 77 2700 225 280 P 62 P 62 P 62 P 62KNO3 K 77 200 K 77 200 K 77 200 K 77 2001375 0 369 N 28 N 28 N 28 N 28K2SO4

ili KCl0 0 433 K 45 100 K 45 100 K 45 100 K 45 100

Ca(NO3)2 N 85 500 N 116 680 N 116 680 N 232 1357155 0 0 Ca 122 Ca 165 Ca 165 Ca 330Fe-kelat iliFe 330 Fe 25 25 Fe 25 25 Fe 25 25 Fe 25 25

Mikrohraniva - 150 ml - 150 ml - 150 ml - 150 ml uporaba K2SO4 je opcija može biti dodano do 5 ppm Fe vidi tablicu 1015

Za NFT i agregirane hidroponik sustave koriste se najčešće hranjive otopine poHoaglandu Johnsonu Jensenu Larsenu i Cooperu različitog N K omjera (jerbiljke ovisno o svojoj fotoperiodičkoj duljini dana zahtijevaju različitu količinu Nodnosno veći su im zahtjevi kod dužeg dana više svjetlosti i više temperature)Kod zatvorenih sustava (NFT) potrebno je napraviti kemijsku analizu otopine namakroelemente svaka 2-3 tjedna a na mikroelemente svakih 4-6 tjedanaMjerenjem električne provodljivosti ili elektrokonduktiviteta (EC) otopineplatinskom elektrodom moguće je utvrditi njezinu iscrpljenost a normalnavrijednost je 1 dS m-1 (deci Simens po metru ekvivalentno je starijoj jedinici

297

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

mmho po cm) Dozvoljen je salinitet 0-2 dS m-1 jer redukcija prinosa kodosjetljivih biljaka nastaje tek kad je EC = 2-4 dS m-1 dok kod tolerantnih prinospada kad je EC između 4 i 8 dS m-1 Osmotska vrijednost otopine i ukupne soli(TDS = Total Dissolved Salts) mogu se proračunati jednostavnim izrazima izmjerenja elektrokonduktiviteta (EC)

-1

-3 -1

bar dS m

mg dm dS m

Osmotski tlak = 036 times EC

TDS = 560 times EC

Hranjiva otopina za otvorene i zatvorene hidroponik sustave za uzgoj rajčice ikrastavaca može se prirediti od mineralnih gnojiva i kemikalija za tehničkuuporabu prema tablicama 1014 i 1015

Tablica 1015 Priprema otopine mikroelemenata za hidroponski uzgoj rajčice ikrastavaca

Kemijski spoj Element ppm g 450 ml-1

H3BO3 B 044 750MnCl2 acute 4 H2O Mn 062 675CuCl2 acute 2 H2O Cu 005 037MoO3 Mo 003 015ZnSO4 acute 7 H2O Zn 009 118

1012 KONDICIONERI TLA

Pored klasičnih načina popravljanja kakvoće tla odnosno otklanjanja čimbenikaneplodnosti (kalcizacija humizacija meliorativna gnojidba meliorativna obradatla i dr) sve češće se za popravak strukture ali i toplinskih svojstavaizmjenjivačkog kapaciteta te vlaženja tla primjenjuju kondicioneri tla To suorganske i anorganske prirodne tvari ili pak sintetski proizvodi Uglavnom sekoriste u vrlo intenzivnoj i profitabilnoj proizvodnji (cvijeće povrće) zbogskupoće Dijele se uobičajeno na

middot tvari za povećanje hidrofilnosti tla (npr poliakrilamid-PAM)middot tvari za povećanje hidrofobnosti tla (npr bitumenske emulzije)middot tvari za povećanje temperature površine tla (npr malč s bitumenoznim

emulzijama)middot tvari za sprječavanje zbijanja tla poboljšanje drenaže i aeracijemiddot tvari za stabilizaciju strukture po dubini profila i lakše prodiranje korijena

(npr anorganski kondicioneri na temelju Fe perlita i dr) i

298

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

middot tvari za povećanje kapaciteta izmjenjivačkog kompleksa tla (emulzije sasvojstvima jakih kiselina zeoliti glina pa i čisti bentonit i vermikulit lignitnaprašina itd)

U RH kakvoća poboljšivača tla (i gnojiva) regulirana je posebnim Zakonom ognojivima i poboljšivačima tla (NN 16303)

Aluminijev sulfat - koristi se za zakiseljavanje alkalnih tala (i kao koagulant ubazenima za plivanje)

Lumbripost (vermikompost orbig) - organski proizvod dobiven upotrebomgujavica iz organskih otpadaka najčešće stajnjaka Koristi se općenito zapovećanje plodnosti a najbolje rezultate daje u uzgoju lončanica Djeluje napoboljšanje strukture (rastresitost bolja retencija vode) povećanje općemikrobiološke aktivnosti tla i aktivaciju nepristupačnih hraniva u tlu

Ugljena prašina - koriste se čestice promjera 015-125 mm za odstranjivanjerazličitih onečišćivača tla i vode (toksične tvari boje mirisi kiseline soli itd)

Gips (CaSO4) - koristi se kao sulfatno sredstvo za kalcizaciju bez podizanja pH-vrijednosti (često se koristi i kalcijev polisulfid) Neutralizira alkalnost tlaizazvanu suviškom natrija (posebice Na2CO3) poboljšava strukturu (aeraciju iupijanje vode) jer uklanja natrij i zamjenjuje ga s kalcijem na adsorpcijskomkompleksu Koristi se i kao umjereni zakiseljavač tla Vapno ni u kom slučaju netreba primjenjivati za uklanjanje natrija iz alkalnih tala jer mu je topljivost iznadpH 7 neznatna (~ 100 puta manja u odnosu prema gipsu) te još više podižeionako visoku pH-vrijednost tla Primjenu gipsa dobro je kombinirati sorganskom iili zelenom gnojidbom uz obvezno zaoravanje žetvenih ostatakaradi popravke strukture i poroznosti alkalnih tala čime se pospješuje boljeispiranje natrija Duboka obrada uz primjenu gipsa često može izazvati još jačudisperziju čestica tla stoga je način obrade posebice duboke dobro testirati namanjoj površini

Glaukonit - prirodni sekundarni mineral prožet Fe-K-silikatima koji sadrži 6-7 K ali i 30-ak različitih elemenata Koristi se kao kondicioner sa sporodjelujućimgnojidbenim učinkom kalija

Hortikulturni pijesak - čisti kremeni (kvarcni) i sterilizirani pijesak koji se miješa stlom za lončanice radi bolje aeracije i drenaže obvezatno za sukulente i kaktuse

Željezni sulfat (zelena galica FeSO4 acute 7 H2O) - sadrži do 20 Fe i 115 S Koristise kod nedostatka željeza (uklanja Fe-klorozu) i kao umjereno sredstvo zazakiseljavanje karbonatnih i neutralnih tala Također moguće je popravitialkalna tla dodavanjem kiselih željeznih minerala kao što je pirit

Komposti - pored fertilizacijske funkcije imaju i ulogu kondicionera tla s jakimdjelovanjem na strukturu (aeraciju i retenciju vode) boju tla i povećanjebiogenosti tla

299

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Kalcijev karbonat (CaCO3) - koristi se za kalcizaciju (neutralizaciju kiselosti) ali utlu djeluje i kao poboljšivač strukture tla (vidi poglavlje Makroelementi kalcij)

Karbokalk (saturacijski mulj) - nusproizvod u proizvodnji šećera Izvrstankalcizacijski materijal za neutralizaciju kiselosti sitne kristalinične strukture istoga brzog djelovanja Uvođenje sustava kontrole plodnosti na područjuOsječko-baranjske županije omogućilo je uvid u potrebe kalcizacije naših tala asaturacijski mulj predstavlja izvrstan materijal za tu namjenu PrimjenaKarbokalka za kalcizaciju kiselih tala na temelju kemijske analize tla s jednestrane rješava problem zbrinjavanja saturacijskog mulja a s druge podižeplodnost tla povećava efikasnost gnojidbe i otklanja negativne efekte kiselostitla Karbokalk Tvornice šećera Osijek sadrži oko 30 Ca ili 75 CaCO3 i ne trebaga za usjeve koristiti u dozi većoj od 10 t ha-1

Treset - koristi se sušeni prirodni komprimirani više ili manje razloženi(vlaknast) i preparirani (kemijski obrađen s različitim mineralnim dodacima) zaposebne namjene Treset povećava retenciju vode u tlu (5-15 puta na unesenumasu) čini tlo rahlim toplijim (zbog velike količine organske tvari i povećanogkapaciteta za zrak uz tamniju boju) Često mu se dodaje CaCO3 za smanjivanjekiselosti tla perlit ili vermikuliti za povećanje adsorpcijskih svojstava i vezivanjemineralnih oblika hraniva u raspoloživom obliku

Perlit - krut svijetli sitnozrnati materijal (izgledom sličan vermikulitu) velikeunutrašnje apsorpcijske površine vulkanskog podrijetla (nastao na temperaturioko 980 degC) lagan neutralne reakcije i sterilan Primjenjuje se za poboljšavanjestrukture (aeracije i vododrživosti tla) povećanja sorpcijskih svojstava boljudrenažu i smanjivanje volumne gustoće tla

Sumpor - koristi se za zakiseljavanje i flokulaciju tla (slično gipsu) čime sepostiže bolja struktura tla (aeracija i vododrživost) Sumpor djeluje toksično nabiljke i koristi se do 50 g m-2 najmanje 8 tjedana prije sadnje ili sjetve

Vermikulit - ekstremno lagani granularni prirodni sekundarni mineral velikeunutrašnje apsorpcijske moći promjera čestica oko 015 mm Sadrži malo kalijakalcija i magnezija a koristi se kao nosač mineralnih oblika hraniva kojepostupno otpušta te čini tlo rahlim i lakšim povećavajući mu kapacitet za zrak ivodu

Vodeni zemljišni kristali (AgrosokeTM Water Gels P-4 Water-GrabberTerraCottem Aquagel i dr) - tvar koja se može okarakterizirati kao izvrsniapsorbirajući hidrogelni kristali (apsorbira do 500 puta veću količinu vode odsvoje težine u 30 minuta) Aditiv je bezbojan ili svijetle boje proziran polimerkoji nije toksičan ni biorazgradljiv ima neutralnu pH-vrijednost a vijek trajanja utlu je oko 5 godina Primjenjuje se najčešće u kontejnerima gdje učinkovitozadržava vlagu tla uz približno 50 smanjenja potrebe za vodom

300

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Zeoliti - od kondicionera u posljednje vrijeme sve se više u stakleničkoj ishranibilja koriste zeoliti prirodni porozni minerali vrlo velikog ionoizmjenjivačkogkapaciteta Dušična gnojiva sa zeolitima imaju izrazit produženi efekt dušik semože visoko dozirati bez opasnosti od ispiranja i onečišćavanja okoline Takođerprimijenjeni s fosfornim gnojivima zeoliti sprječavaju retrogradaciju i znatnopovećavaju njihovu efikasnost Mikrognojiva sa zeolitima su vrlo efikasna jer setako postiže sporotekući izvor odnosno otpuštanje mikroelemenata beztoksičnih efekata i s dugim djelovanjem

Malčevi - malčevi se također mogu smatrati kondicionerima tla jer mijenjajuzemljišne uvjete u različitim vrstama biljne proizvodnje Posebice se koriste upovrćarstvu voćarstvu i sličnim malim proizvodnjama a mnogo manje uratarstvu Koriste se različiti organski i anorganski malčevi čija funkcija je vrloznačajna ponekad i dekorativna Naime malčevi povećavaju retenciju vodeštite tlo od isušivanja zasjenjuju i zadržavaju rast korova privlače zemljišnecrve povećavaju temperaturu tla u hladnijem periodu vegetacije i štite nagnutatla od erozije i sl

Malčevi od prirodnog materijala osim funkcije prekrivanja tla razgradnjomoslobađaju hraniva posebno dušik Od prirodnih malčeva koriste se vrlo različitimaterijali npr slama žitarica sijeno kora drveta različiti organski otpaci kao štoje lišće i sl Od anorganskih malčeva najčešće se koriste sintetske folije kojemogu biti crne dekorativno obojene prozirne fotorazgradive različitog sastava(PVC polietilen poliester) permeabilne ili potpuno nepropustljive za vodu iplinove već prema namjeni Od anorganskih malčeva mogu se koristiti imljeveni minerali (granit vulkanske stijene šljunak i sl) najčešće kaodekorativni malčevi u hortikulturi

1013 ANTITRANSPIRANTI (ANTIDESIKANTI)

Antitranspiranti su sintetski ili prirodni proizvodi Dobivaju se iz prirodnih uljnihemulzija (npr crnogorice) ili drugih biorazgradivih polimera u oblikukoncentrata aerosola ili otopine pripremljene za prskanje Netoksični su a nekisadrže spojeve koji izazivaju zatvaranje puči Također to mogu biti prašci i drugispojevi koji stvaraju tanku reflektirajuću opnu i na taj način smanjujutemperaturu lista a propuštaju plinove i vodu

Koriste se prskanjem ukrasnog bilja posebice zimzelenog (npr božićno drvce)radi spriječavanja pretjeranog gubitka vode nakon presađivanja tijekomtransporta zimi i tijekom skladištenja dormantnih gomolja lukovica i dijelovakorijena Male biljke mogu se tretirati uranjanjem u otopinu Također suučinkoviti protiv isušivanja uslijed vjetra ili djelovanja drugih čimbenika Nakon

301

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

tretiranja bilja antitranspiranti djeluju nekoliko mjeseci Koriste se i preventivnoprotiv fitoparazitskih gljivica na jednogodišnjim biljkama

1014 BIOLOŠKA GNOJIVA BIOLOŠKI AGENSI I MIKORIZA

Biološka gnojiva uključujući mikorize vrlo su važan aspekt gnojidbe posebice uekološkoj proizvodnji hrane revitalizaciji (restoraciji revegetaciji) devastiranih ioštećenih površina (nakon obimnih zemljanih radova u eksploataciji mineralnihsirovina zaštiti deponija industrijskog (deponije fosfogipsa saturacijskog muljapepelišta termoelektrana i dr) i komunalnog otpada i dr Takva gnojiva sadržežive organizme kao što su bakterije mikorizne i saprofitske gljive paprati (nprAzolla pinnata) plavozelene alge (kao Anabaena Nostoc i dr) i ostali organizmikoji povećavaju mikrobiološku aktivnost u tlu povećavaju raspoloživosthranjivih tvari u tlu štite od patogenih organizama popravljaju strukturu i drČesto sadrže i organsku komponentu kao supstrat i nosač mikroorganizamaTablica 1016 pokazuje prosječnu gustoću populacije mikroorganizama u tlu

Smatra se da primjena bioloških gnojiva povećava visinu prinosa do 30 uzistovremeno smanjenje potrebe za mineralnim gnojivima do 25

Biološka se gnojiva i agensi dijele na

1) Dekompozere koji potpomažu razgradnju organske tvari posebice kodkompostiranja (mezofilni i termofilni organizmi)

2) N-fiksirajuće bakterije (slobodnoživući i simbiotski organizmi)3) Poboljšivače raspoloživosti fosfora (PSB) i kalija koji mobiliziraju organske

rezerve fosfora kao i anorganske fosfora i kalija4) Mikorize koje povećavaju apsorpcijsku moć korijena viših biljaka5) Pesticidne biološke agense (biološki pesticidi) koji povećavaju otpornost

biljke domaćina na patogene i štetnikea) bakterije Bacillus thuringiensis Agrobacterium radiobacter

Pseudomonas fluorescens i drb) gljive Paecilomyces fumosoroseus Phlebia gigantea Trichoderma

harzianum Verticillium lecani i drc) virusi za kontrolu insekata Granulovirus za Adoxophyes orana i Cydia

pomonella Nucleopolyhedrovirus za kontrolu Helicoverpa armigera iSpodoptera exigua i dr) i

6) Bioremedijacijske agense zaa) detoksikaciju zemljišta (nafta toksične tvari i elementi i dr)b) razgradnju organskih tvari (muljeva gradskog otpada i dr)c) poboljšivači okoliša (super bube i dr)

302

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Biološka gnojiva nisu opasna za okoliš ali se u primjeni bioloških agensa morajupoštivati sigurnosni standardi koji se gradiraju u 5 klasa (1 bez rizika ili uzminimalni rizik 2 potencijalno opasni 3 posebno opasni koji zahtijevajuspecijalan tretman 4 vrlo opasni jer mogu izazvati epidemije i 5 zabranjeni zauporabu)

Tablica 1016 Prosječna gustoća populacije i biomasa glavnih grupamikroorganizama u tlu

Mikroorganizmi Gustoća populacije Biomasan g-1 n m-2 n ha-1 kg ha-1 mase

Bakterije 108 1012 1024 2000 0100Aktinomicete 106 108 1016 2000 0100Gljive 105 105 1015 2500 0100Alge 104 105 1015 500 0005Protozoe 104 108 1014 150 0005

10141 Bakterijska gnojiva

U praksi se primjenjuje više vrsta bakterija a za fiksaciju dušika različiti sojevinesimbiotskih bakterija kao što su Acetobacter diazotrophicus Azotobacterchrococcum i Azospirillum lipoferrum i dr Za poboljšanje raspoloživosti fosforakoriste se (Phosphate solubilizing bacteria = PSB) Bacillus spp Pseudomonasspp Penicilium spp Aspergillus awamori za bolje usvajanje kalija Bacilluscirculans i dr Također sve se više koriste i plavozelene alge

Od simbiotskih bakterija najčešći su sojevi iz roda Rhizobium Bradyrhizobium iSinorhizobium koji žive u svim tlima od Arktika do tropa u simbiozi s ~ 18000različitih mahunarki Kultivirani sojevi superiorni su autohtonim sojevima iznatno povećavaju biološku fiksaciju dušika a zamijećena je i veća sintezaflavonoida kod mahunarki uz primjenu kultiviranih sojeva Kao bakterijski nosačnajčešće se koriste treset ili humus (i mnogi drugi razgradivi nosači npr alge isl) koji mogu biti sterilizirani ali i ne moraju Nesterilni nosači znatnopojeftinjuju proces proizvodnje bakterijalnih inokulanata ali njihovo djelovanjeu tlu je uglavnom kraće Preživljavanje bakterija unesenih bakterijskim gnojivimaili kao inokulant sjemena leguminoza ovisi o biotskim (predatori antagonistiporast korijena i njegove izlučevine i dr) ali i abiotskim čimbenicima (pHtemperatura vlaga tla biogeni elementi i dr)

Na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Zavodu za kemiju biologiju i fiziku tlapod vodstvom prof dr Zlate Milaković od 2011 god proizvodi se NitrobakterinS

koji se primjenjuje za bakterizaciju (inokulaciju ) sjemena soje a sadrži visokoučinkovite sojeve kvržičnih bakterija iz rodova Rhizobium i Bradyrhizobium

303

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Formiranje kvržica (nodula) i fiksacija dušika počinje već nakon 2-3 tjedna odsjetve produžuje se često do zriobe a N-fiksacija doseže maksimum na koncucvatnje i s početkom formiranja mahuna Bakterizacijom sjemena soje smanjujese potreba N-gnojidbe soje a dušik treba unijeti samo u količini koja morazadovoljiti njezine potrebe za početni period vegetacije (40-90 kg dušika pohektaru) Bakterizaciju sjemena soje trebalo bi uvijek provoditi na tlu gdje sojanije uzgajana ili je prošlo više od tri godine od posljednje sjetve kad je pH-vrijednost tla ispod 60 na laganim tlima ili nakon ležanja vode (poplave vodomzasićena ili zbijena tla)

10142 Mikoriza

Većina biljaka udružuje se s mikoriznim gljivama te one u prirodnimekosustavima (djevičanska tla) čine do 70 biomase tla a njihov odnosoznačava se kao mutualizam (simbiotski jer gljiva koristi fotosintetske produktebiljke a zauzvrat pomaže usvajanje mineralnih tvari iz tla ponekad i vodu)Mikorizne gljive svojevrstan su interface između korijena i tla koji mobilizira iprikuplja hraniva iz rizosfere prenosi ih u korijen te dramatično povećavavolumen tla iz kojeg korijen može crpiti hraniva Istraživanja pokazuju kako upoljoprivrednim tlima može biti do 50 hifa AM gljiva po gramu tla čiji domet (odkorijena) može biti veći od 9 cm

Infektivna rizosferna mikroflora dijeli se na endomikorizu (AM = arbuscularmycorrhiza) koja inficira koru korijena i micelij gljive se pruža izvan kore u tlo teektomikorizu Dakle postoje dvije glavne vrste mikorize

middot Ektomikorizne gljive (Bazidiomicete EM) imiddot Endomikorizne gljive (arbuscularne Zigomicete odnosno AM i

vezikularno arbuskularne mikorizne odnosno AM)

Dakle obje vrste mikoriznih gljiva prodiru u korijen ali ektomikorizne imaju hifeizmeđu korijenskih stanica dok endomikorizne hifama prodiru u stanice korijena(slika 105) Ektomikorize su česte kod drveća (bor hrast i bukva) ali i drugihbiljaka dok su endomikorize češće na korijenu povrća grmlja drveća trava ali ii mnogih drugih biljaka

Korijenje inficirano endomikoriznim gljivama puno bolje usvaja vodu fosfor (do60 ) cink (do 40 ) i bakar ali i druge elemente posredno preko intenzivnijegmetabolizma korijena ili neposredno kroz hife gljiva Kod ektomikorize hife gljivaizvana penetriraju u intercelularne prostore kore korijena i grade mrežu micelijau njoj Ekskrecijom u vanjsku sredinu posebno oksalne kiseline ektomikoriznegljive utječu na povećanu raspoloživost P Ca Fe Cu i drugih elemenata ishrane

304

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

a lučenjem enzima celulolaza i proteolaza utječu na bržu mineralizaciju organsketvari tla i veće usvajanje dušika

EM gljive (ektomikorizne) su obično specifične za određenu vrstu domaćina aAM (endomikorizne) će uspostaviti odnos s većinom biljaka domaćinaMeđutim poznato je kako biljke iz porodica poznatih korova (AmaranthaceaeBrassicaceae Chenopodiaceae i Zygophyllaceae) nemaju mikorize što možeinhibirati rast poželjnih vrsta i omogućiti brži porast nepoželjnih vrsta

Slika 105 Endomikoriza

Vrlo korisno svojstvo AM mikorize je sposobnost transporta hraniva s velikeudaljenosti posebice teško pokretnih hraniva npr fosfora Također gradesvojevrsni obrambeni štit korijena za štetočine a utječu i na poboljšanjestrukture (ljepljivi spojevi pod nazivom glomalin ugljikohidratne osnove)odnosno poboljšavaju vodnozračni režim u tlu

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

11 UTVRĐIVANJE POTREBE U GNOJIDBI

Gnojidba osigurava poljoprivrednim usjevima ishranu biogenim elementimakojih u tlu nema dovoljno za postizanje visokih i stabilnih priroda Daklegnojidba je agrotehnička mjera koja povećava produktivnost tla i uloženog radau poljoprivrednoj proizvodnji

U sastav biljaka ulazi čitav niz elemenata koje biljke usvajaju iz tla ili atmosfereNeki od neophodnih elemenata posebice dušik fosfor i kalij potrebni su uvelikim količinama i obvezno se dodaju u tlo gnojidbom Mnogi elementi vraćajuse prirodnim putem u tlo Međutim znatan dio se odnosi žetvom jedan dio seispire ili prelazi u nepristupačne oblike za biljke Ako se tako izgubljeni diohraniva ne nadoknađuje tlo siromaši i prirod opada Iz ukupnih rezervi jedan diose neprekidno mijenja u kemijske oblike povoljne za ishranu bilja ali se tajproces odvija uglavnom sporije od gubitaka pa se gnojidba javlja kao jedan odnajvažnijih agrotehničkih zahvata za osiguranje visokih i stabilnih priroda uzočuvanje efektivne plodnosti tla

Poznavanje raspoložive količine hraniva u tlu i potrebe biljaka za elementimaishrane omogućuje dobru procjenu doze gnojiva uz prihvatljiv rizik od ekološkogopterećenja okoliša Tlo sadrži vrlo veliku količinu biljkama uglavnomnepristupačnih hraniva (slika 111) Raspoloživa su samo ona hraniva u tlu kojase nalaze ili mogu prijeći u kemijski oblik koji biljke mogu usvojiti i moraju senalaziti u zoni korijenovog sustava Stoga se razlikuje kemijska i fizičkapristupačnost hraniva ili zajedno biološka raspoloživost hraniva(bioraspoloživost rječnikom poljoprivredne struke samo raspoloživost)

Slika 111 Podjela hraniva u tlu prema njihovoj bioraspoloživosti

U cilju utvrđivanja raspoloživosti hraniva koristi se čitav niz različitih metoda kaošto su kemijska analiza tla i biljaka mikrobiološke metode poljski pokusi pokusi

306

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

u nadziranim uvjetima i druge metode Potrebno je naglasiti kako svaka metodapotpuno ili djelomično isključuje subjektivnu procjenu i proizvoljnost te uvodisustav (otklanja proizvoljnost) u utvrđivanju potreba za gnojidbom prekopraćenja intenziteta pojedinih indikatora efektivne plodnosti tla

Određivanje doze gnojiva njegove vrste i kemijskog oblika hraniva vremenaprimjene i načina gnojidbe mora se temeljiti na znanstveno-stručnimspoznajama o raspoloživosti i odnosima hraniva u tlu fiziološkim potrebamabiljke ekonomičnosti proizvodnje te intenzitetu i smjeru utjecaja pojedinogagroekološkog čimbenika

Temeljna načela prema suvremenom konceptu gnojidbe mogu se vrlojednostavno i razumljivo formulirati

middot Primjena potrebnog hranivamiddot i njegove adekvatne dozemiddot u pravo vrijememiddot na pravo mjesto imiddot uz pravu cijenuČesto se u suvremenom svijetu i uz sve veći pritisak alternativnih načinaproizvodnje hrane postavlja jednostavno pitanje Zašto se koriste gnojiva Na topitanje može se jednostavno odgovoritimiddot Uporaba gnojiva je neophodna radi postizanja visokih prinosa te isplativosti

rada i ulaganja u biljnu proizvodnjumiddot Moderna gnojidba temelji se na kemijskom konceptu ishrane bilja i značajno

utječe na povećanje poljoprivredne produkcije uz bolju kvalitetu hranemiddot Povoljni nuzgredni efekt gnojidbe je povećanje plodnosti tla što rezultira

visokim i stabilnim prinosima većom otpornošću na bolesti i klimatskestresove

Svrha gnojidbe može se sažeti u nekoliko činjenicamiddot dodatak i nadoknada prirodnom izvoru hraniva kako bi se zadovoljile potrebe

biljaka za ostvarenje visokih prinosamiddot kompenzacija gubitka i odnošenja hraniva iz tlamiddot poboljšanje nepovoljnih svojstava tla

Stoga je problematika gnojidbe vrlo kompleksna te suvremena ishrana biljazahtijeva puno više odgovora od primjene i tumačenja rezultata neke od metodaanalize tla što je tek prvi korak u efikasnoj ekonomskoj i ekološki prihvatljivojgnojidbi Naime suvremeni trendovi (nova filozofija gnojidbe) pokušavajuzamijeniti visoko intenzivnu proizvodnju hrane visoko učinkovitim sustavomTakav kvalitativan pomak u proizvodnji hrane zahtijeva od analize tla odgovorena sljedeća pitanja

middot Kolika je stvarno raspoloživa količina hraniva u tlu

307

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

middot Kojom brzinom se količina raspoloživih hraniva mijenja tijekom vegetacijezbog usvajanja ispiranja promjene oblika

middot Koliko je potrebno unijeti hraniva u tlo gnojidbom da bi se njihovaraspoloživa količina povećala do tražene vrijednosti

Slika 112 Reakcija biljaka na vanjske čimbenike (kardinalne točke)

Primjena ekstraktivnih kemijskih metoda analize tla kao mjerila potrebe ugnojidbi zbog gore navedenih zahtjeva zahtijeva kalibraciju za svakoagroekološko područje i način biljne proizvodnje jer se u praksi često događa daizmeđu ocjene opskrbljenosti tla i reakcije biljaka na primijenjenu gnojidbunema čvrste veze Naravno to ne znači da je rezultat kemijske analize tla lošveć uglavnom nije dobro protumačen Stoga je zadatak kalibracije odrediti što zabiljku znači utvrđeni sadržaj hraniva nekom od kemijskih ekstraktivnih metodaovisno o svojstvima tla i uzgajanoj biljnoj vrsti Rezultat analize ne govori punoako kemijska ekstraktivna metoda nije kalibrirana odnosno prevedena najezik preporuke za gnojidbu pa se kalibracija općenito svodi na utvrđivanjegranica raspoloživosti nekog hraniva u tri ili više klasa opskrbljenosti Daklerezultati analize tla moraju upućivati na djelovanje gnojiva stoga se u tomsmislu razlikuju

middot siromašnamiddot srednje imiddot dobro opskrbljena tla

Klasifikacija opskrbljenosti tala podudara se sa specifičnom reakcijom biljaka(slika 112) odnosno porastom intenziteta čimbenika rasta (ovdje hraniva) rasteprirod ali samo do određene mjere nakon čega opada Stoga se kod djelovanjasvih čimbenika razlikuju kardinalne točke minimum optimum i maksimum

308

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Za utvrđivanje potrebe u gnojidbi koriste se adekvatne krivulje ovisnosti prinosa(rasta) o sadržaju elemenata u biljkama te detaljnija klasifikacija opskrbljenostibiljaka hranjivim elementima (slika 113) Krivulje se (skor funkcije slika 114)konstruiraju za svaki element ishrane na temelju velikog broja eksperimentalnihili proizvodnih rezultata za različite agroekološke uvjete i na njima se ističu dvijekardinalne točke - kritičan sadržaj (razina) nedostatka i kritičan sadržaj (razina)suviška nekog elementa U praksi razmak između kritičnih točaka obuhvaća 90-95 svih slučajeva (slika 113)

Slika 113 Prikaz klasifikacije statusa hranjivih elemenata u tlu (PlantAnalysis An Interpretation Manual1997 CollingwoodAustralia)

Kardinalne točke odnosno granice kritične opskrbljenosti elementima ishraneimaju samo fiziološko značenje jer biljke koje imaju koncentraciju elemenatablizu ili izvan tih granica imaju ozbiljne probleme u rastu što sigurno rezultiravrlo niskim prinosima uz nisku kakvoću proizvoda Stoga se za potrebeutvrđivanja gnojidbe eksperimentalno pronalaze adekvatne granične vrijednostisve češće uz složenu kompjutorsku matematičko-statističku analizu i kreiranjenelinearnih skor funkcija koje determiniraju područje raspoloživosti pojedinihhraniva unutar kojih ne dolazi do značajnog pada ili variranja prinosa Npr zamikroelemente granične vrijednosti prinosa su uske (vidi poglavlje 7

309

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Mikroelementi slika 71) i imaju približno faktor 2 prema kritičnom sadržajuelemenata U tablici 111 prikazane su granične vrijednosti za neke usjeve

Tablica 111 Granične vrijednosti važnijih usjeva (Bergman 1988 i 1992)

Biljni organ u suhoj tvari ppm u suhoj tvariN P K Ca Mg B Mo Mn Zn Cu

Oz pšenica (izd 5-8 cm) 30-50 030-06 35-55 040-10 02-035 6-12 01-03 40-150 25-70 7-15Jara pšenica (izd 5-8 cm) 40-55 030-06 33-45 040-10 02-035 6-12 01-03 40-150 25-70 7-15Oz ječam (izd 5-8 cm) 25-50 030-06 35-50 030-10 015-03 6-12 01-03 30-150 20-60 6-12Jari ječam (izd 5-8 cm) 28-50 035-06 30-55 050-10 015-03 6-12 01-03 30-150 20-60 6-12Raž (izdanak 5-8 cm) 25-50 030-06 28-45 035-10 015-03 5-10 01-03 25-150 20-60 6-12Zob (izdanak 5-8 cm) 30-50 035-06 45-58 050-10 020-04 6-12 02-04 40-150 25-70 6-12Kukuruz (zreli list) 35-50 035-06 30-45 030-10 025-06 7-15 02-05 40-150 30-70 7-15Suncokret (zreli list) 30-50 025-05 30-45 080-20 030-08 35-100 03-10 25-100 30-80 10-20Soja (zreli list) 45-55 035-06 25-37 060-15 030-07 25-60 05-10 30-150 25-60 10-20Šeć repa (zreli list) 30-45 030-05 29-38 040-10 015-03 5-10 01-03 30-100 20-70 5-10Lucerna (vršni dio) 35-50 030-06 25-38 100-25 030-08 35-80 05-02 30-150 25-70 6-15

Primjena kemijskih analiza tla pretpostavlja utvrđivanje i poznavanje graničnihvrijednosti pojedinih razina raspoloživosti hraniva Tu nastaje veliki brojproblema i nejasnoća jer opskrbljenost tla hranivima ovisi o velikom brojučimbenika (bioloških kemijskih i fizičkih) čiji utjecaj na stanje raspoloživostihraniva nije još dovoljno poznat Stoga se rezultati kemijske analize tla tumačeposredno pomoću klasa opskrbljenosti ili skor funkcija uz približno predviđanjedjelovanja gnojidbe pa je stanje hraniva u tlu potrebno procjenjivati svakihnekoliko godina

Slika 114 Primjer skor funkcije za karbonate u vinogorjima

Granične vrijednosti treba shvatiti kao referentne vrijednosti koje za različiteprodukcijske sustave (šume travnjaci usjevi trajni nasadi povrće i dr) imajusamo orijentacijsku vrijednost u procjeni kapaciteta produkcije s obzirom naprimijenjenu razinu i tip (intenzitet agrotehnike) proizvodnje agroekološkeekonomske i druge uvjete U Ishrani bilja i Fertilizaciji uglavnom seograničavamo samo na procjenu efektivne plodnosti a da pri tome ne uzimamou obzir i ostale aspekte produktivnosti zemljišta koji su često jednako važniDakle referentne vrijednosti su na neki način standard s primjenom za

310

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

specifične i konkretne uvjete proizvodnje (slika 116) a to isključujebdquošablonizirane recepture gnojidbe kojima se generalno i netočno utvrđujepotreba za gnojidbom

Bez analize tla ne mogu se točno kvantificirati indikatori plodnosti tla promjenanjihovog intenziteta u vremenu s obzirom na agroekološke i druge uvjeteproizvodnje niti se mogu determinirati granične vrijednosti (kardinalne točkeraspoloživosti hraniva) a te vrijednosti su temelj dobre procjene moguće visineprinosa i potrebe za hranivima

Razumljivo je da se za šume koristi prirodni (inherentni) potencijal produkcijezemljišta dok se za poljoprivredne potrebe ovisno o funkcionalnoj raziniodređenog zemljišta potencijal produkcije podiže pomoću agrotehnike dorazine koja će opravdati ulaganje i omogućiti profit konkretne proizvodnje

Slika 115 Dubine sondiranja za kemijsku analizu tla

Kemijska analiza tla predstavlja ključ za dobivanje visokih priroda uz racionalnuprimjenu gnojiva U tom smislu razvijeni sustav kontrole plodnosti tlapodrazumijeva sustavno prikupljanje svih relevantnih fizikalno-kemijskihpodataka o tlu (uključujući klimu) i njegovom korištenju doprinosi boljojraspodjeli mineralnih i organskih gnojiva uklanjanju akutnih deficita hranivakemijskoj i fizikalnoj popravci tla ekonomičnijoj proizvodnji odnosno očuvanju ipodizanju efektivne plodnosti tla čime su prirodi viši i stabilniji te manjepodložni promjeni uslijed različitih vremenskih prilika

Uzorke tla za kemijsku analizu potrebno je uzeti tako da prosječan uzorak dobroreprezentira proizvodnu površinu (parcelu) pazeći da se proporcionalnoobuhvate manje nehomogenosti a kod većih (razlika u boji izgledu nagibu itd)moraju se uzeti posebni uzorci tla Dubina uzorkovanja ovisi o tipu uzgoja (slika

311

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

115) za usjeve je 0-30 cm (rizosfera) a uzimanje uzoraka obavlja seagrokemijskim sondama

Slika 116 Definiranje standarda kakvoće tla za određeni tip korištenja inamjenu (Kuykendall 2009)

Pri dolasku na parcelu prvo se obavlja rekognosciranje terena i određuje načinvađenja uzoraka Na manjim parcelama veličine od 0-5 ha koje su homogeneuzima se jedan prosječni uzorak Ako je parcela heterogena (različit tip tla drugapredkultura prisutne depresije različit nagib terena različita boja tla i dr) ilifizički podijeljena (cesta kanal prteni put) uzima se toliko prosječnih uzorakakoliko je različitih cjelina Najmanja površina za uzimanje jednog prosječnoguzorka je 05 ha Na većim homogenim površinama uzimaju se prosječni uzorcina svakih 3-5 ha po metodi kontrolnih parcela (slike 117 i 118) Uzorci se nesmiju uzimati s uvratina i rubova parcela Prosječni uzorak sastoji se od 20 do 25pojedinačnih uboda sondom Ukupna težina prosječnog uzorka je od 15 do 20kg svježeg tla Ako je uzorak prevelik smanjuje se metodom četvrtanja prijesušenja

Svaka manja ali posebna parcela mora biti zastupljena barem jednim uzorkomUzorci se uzimaju po metodi stalnih kontrolnih parcelica što je vrlo značajno usustavu kontrole plodnosti Naime kod takvog načina uzorkovanja uponovljenom uzimanju se uzorak tla (nakon 4-5 god) uzima na istom mjestu uzvrlo malo odstupanje po GPS-u i tako se prate nastale promjene

312

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 117 Uzimanje uzoraka tla hidrauličnom sondom (Tvornica ŠećeraOsijek 120 cm) i primjena GPS-a za geopozicioniranje mjestauzorkovanja

Slika 118 Metoda kontrolne parcelice uz geopozicioniranje GPS-om

313

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Kemijskom analizom biljne tvari (poljoprivrednog priroda i dijela koji ostaje nanjivi) utvrđuje se količina biogenih elemenata koju je biljka usvojila kododređenog priroda Budući da biljke iskoriste samo jedan dio hraniva iz gnojivaa drugi dio potječe iz tla mora se voditi računa o učinkovitosti gnojidbe ovisnoo svojstvima tla ponašanju pojedinog elementa u tlu njegovoj raspoloživostispecifičnostima biljne vrste kultivara ili hibrida itd To su ujedno i razlozi zbogkojih se elementarni sastav biljaka mijenja u prilično širokim granicama pa kadgod je moguće potrebno je koristiti podatke kemijske analize biljke (vrstekultivara hibrida) uzgajane na tlu za koje se utvrđuje potreba u gnojidbi Stogatablične vrijednosti odnošenja elemenata prirodom imaju samo orijentacijskikarakter Još je 1945 god švedski fiziolog Lundegard zaključio na temeljuvelikog broja pokusa da između sadržaja dušika fosfora kalija kalcija i drugihelemenata u tlu i biljci postoji korelacijska veza Uspoređujući točnost prognozeza gnojidbu pšenice pokazalo se da je analiza biljaka imala 605 točnih 343 nesigurnih i svega 52 netočnih prognoza dok je kod analize tla bilo 400 točnih 364 nesigurnih i 260 netočnih prognoza

Uvođenjem suvremenih analitičkih metoda (atomska apsorpcijskaspektrofotometrija rentgenska fluorescencija emisijska spektralna analizaneutronska aktivacijska metoda primjena kompjutora u automatizacijianalitičkih postupaka i obradi podataka) analiza biljne tvari je brza točna i nijeskupa što uz mala ulaganja osigurava brzu intervenciju posebice važnu kodprihrane usjeve Npr CNAL (Cornell Nutrient Analysis Laboratories The CornellColege of Agriculture and Life Science) analizira tlo koristeći kompjutoriziranelaboratorijske analizatore (ekstrakcija amonijevim acetatom čiji je pH 48 uzdodatak EDTA) na N-NO3 N-NH4 P K Ca Mg S B Cu Mn Fe Zn Mo Na AlCo Cd Cr Ni pH (CaCl2) i EC za ~ 100 kn a biljni materijal analiziraju rutinski naN P K Ca Mg B Cu Mn Fe Zn Mo Na Al Co Cd Cr Ni i Pb za ~ 125 kn pouzorku Također koriste i elektronsku mikroprobnu analizu (uključujesekundarnu elektronsku emisiju topografija morfologija uzorka povratnoraspršenu elektronsku emisiju atomski kontrastni broj X-emisiju distribucijaelemenata i katodno luminiscentnu analizu mikroelementi) X-fluorescentnuanalizu (elementarna analiza gustih uzoraka preciznost za većinu elemenata lt 1ppm) i X-difrakcijsku metodu uzoraka u prahu (mineraloški sastav uzoraka)

Sadržaj biogenih elemenata u biljkama ovisi o intenzitetu dvaju povezanihprocesa njihovog usvajanja i sinteze organske tvari (slika 119) Iako su tiprocesi međusobno povezani (porast biljaka ovisi o usvajanju hraniva a zatimbiljke većeg korijenovog sustava asimilacijskog aparata i intenzivnijegmetabolizma lakše usvajaju hraniva) na sadržaj elemenata djeluju suprotnoNaime povećanim usvajanjem biogenih elemenata raste sinteza organske tvaripa se uslijed razblaženja snižava koncentracija elemenata ali je pritom njihovsadržaj (ukupna količina) u biljkama veći

314

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Kemijska analiza biljaka za utvrđivanje raspoloživosti hraniva iz tla obuhvaća višerazličitih metoda od brzih testova nativnih biljnih dijelova do kemijskih ibiokemijskih postupaka analize pojedinih biljnih organa Najčešće se zautvrđivanje potreba u prihrani koristi folijarna (lisna) analiza Folijarna analizakod mlađih biljaka podrazumijeva analizu cijelih biljaka (npr pšenica u busanju)a kasnije lišće ili samo peteljke ili samo određeno lišće (npr vršni trolist kod sojeu cvjetanju list ispod klipa kukuruza u svilanju itd tablica 112)

Tablica 112 Koncentracija kalija i magnezija u listu kukuruza i soje uzgajanihna jako K-fiksirajućem tlu bogatom magnezijem i siromašnomkalijem - utjecaj gnojidbe (Kovačević i Vukadinović 1992)

Gnojidba(kg ha-1)

Kukuruz Soja

u listu Prinoszrna t ha-1

u listu Prinoszrna t ha-1K Mg K Mg

125 064 203 175 057 160 128275 078 204 257 063 148 187460 086 180 466 133 118 240650 103 178 659 138 112 255835 143 139 776 190 095 2701580 171 129 898 213 088 2652220 186 114 888 228 078 255

Vrlo je važno vrijeme i način uzimanja uzoraka za folijarnu analizu Kod kukuruzauzorci se uzimaju od nicanja do trenutka polinacije Kod mladih biljaka za analizuuzima se 15-25 cijelih biljaka a nakon metličenja samo listovi ispod klipa Kodsoje je idealno vrijeme uzimanja uzoraka cvjetanje (~ 50 procvjetalih biljaka)a uzima se potpuno razvijeni vršni trolist (s 35-50 biljaka) bez peteljki Kodpšenice (uključujući sve sitnozrne trave) uzorci se uzimaju između nicanja ipojave klasa (50-60 biljaka) a kod travnih smjesa ili livada potrebno je napravitipoduzorke po vrstama ili prosječan uzorak proporcionalnog biljnog sastavaUzorci lucerne ili djeteline uzimaju se u cvjetanju ili košnji i to samo vršnih 15 cms 40-60 biljaka Kod leguminoznih smjesa prave se poduzorci po biljnim vrstamaili prosječni uzorak proporcionalnog sastava Kod sirka uzorke je potrebno uzetiprije polinacije i to drugi list (ispod vršnog) s 15-25 biljaka itd Uzorci se kod svihusjeva uzimaju slučajnom odabirom biljaka (najbolje zaredom) stavljaju upapirnate vrećice (čiste bez ostataka uzoraka ili kemikalija) i neposredno nakonuzorkovanja ili najkasnije nakon 24 sata suše vrućim zrakom (30 min na 105 degCradi zaustavljanja enzimatske aktivnosti i dalje na 70 degC do konstantne mase)

Rezultati folijarne analize pokazuju samo trenutnu koncentraciju elemenata ubiljci ali ne i potrebne doze gnojiva koje treba primijeniti uvažavajući daljnjepotrebe usjeva Naime iako između koncentracije pojedinog elementa u lišću injegove raspoloživosti u tlu najčešće postoji pozitivna korelacijska sprega

315

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

usvojena količina svakako je odraz prethodne raspoloživosti (do trenutkaanalize) pa u trenutku analize tog hraniva više ne mora biti dovoljno naraspolaganju u tlu posebice za povećane potrebe u narednom razdoblju rasta

Slika 119 Usvajanje i tok elemenata ishrane u biljci

U ranom porastu sadržaj hraniva najviše ovisi o intenzitetu njihovog usvajanja itada je najveća koncentracija mineralnih hraniva (pepela) u biljkama dok ukasnijim fazama koncentracija više ovise o brzini akumulacije organske tvariZatim potreban sadržaj nekog elementa može biti izazvan nedostatkom ilipovećanim sadržajem nekog drugog (antagonizam i sinergizam) Zbog toga jepotrebno kod primjene dušika razmotriti omjere NP i NK kod gnojidbefosforom NP KP PCa PZn PFe PMn i PMg a kod primjene kalija NKKP KCa KMg i KNa

Na temelju omjera pojedinih elemenata Beaufils (1973) je razradio jedinstvenisustav dijagnoze i preporuka (DRIS - Diagnosis and Recommendation IntegratedSystem) čija je osnovna prednost u tome da se jednom utvrđeni odnosielemenata u određenoj fazi vegetacije (ili korekcijski model za prosječnu suhutvar biljaka) mogu koristiti neovisno o agroekološkim uvjetima proizvodnje(tablica 113)

DRIS metoda je sve češće alternativa klasičnom CNL sistemu utvrđivanja potrebeza gnojidbom (Critical Nutrient Level) koji često daje bolje rezultate kod starijihbiljaka dok DRIS metoda točnije predviđa potrebe biljaka za hranivima kodmlađih biljaka

Brze test-metode biljne tvari temelje se na karakterističnim obojenimproduktima mikrokemijskih reakcija hraniva u iscijeđenom soku iz lišća (ili drugihorgana) Danas se sve više rabe specijalni štapići ili trake koje navlaženeiscijeđenim sokom pokazuju jednu ili više nijansi (više kemijskih reakcija)

316

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

određene boje koja se uspoređuje sa standardnom kartom boja i takopolukvantitativno utvrđuje koncentracija nekog hraniva najčešće dušika (slika1110) Ove su metode vrlo brze niske cijene i pogodne za primjenu na terenusvaki put kad postoji sumnja na manjak hraniva ili postoji potreba zaodređivanje trenutka prihrane i potrebne doze hraniva za prihranu Ne trebazaboraviti da brza analiza obuhvaća mali broj informacija pa je dobro kodprimjene brzih kemijskih metoda ispitati i svojstva tla

Tablica 113 Omjeri N P i K pri različitoj raspoloživosti tih elemenata zakukuruz (Beaufils 1973)

Opskrbljenostelementima

Omjer elemenataNK NP KP

Jak nedostatak lt 049 lt 405 lt 343Nedostatak 049-097 405-808 343-685Slab nedostatak 098-108 809-898 686-761Normalan sadržaj 109-138 899-1137 762-964Mali suvišak 139-154 1138-1264 965-1071Suvišak 155-308 1265-2528 1072-2142Jak suvišak gt 308 gt 2529 gt 2142Normalan prosjek 123 1011 857

Slika 1110 Mjerenje koncentracije nitrata mobilnim aparatomReflectoquant

Biokemijske metode koriste se za utvrđivanje razine opskrbljenosti biljakahranivima mjerenjem promjene aktivnosti pojedinih enzima Konstitucijskielementi (N P i S) i neki metali (Fe Mn Mo Cu Zn i dr) ulaze u sastav enzimaneki su metalni ioni njihovi aktivatori (K+ Mg2+ Mn2+ itd) dok naročito teškimetali mogu biti inhibitori (Cu Pb Hg Cd itd) Od biokemijskih metoda često se

317

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

koristi utvrđivanje aktivnosti nitratne reduktaze (NR) koja je tipičan supstratnoinducirani enzim Naime porastom koncentracije NO3

- u biljkama raste iaktivnost nitratne reduktaze te porast reduciranih oblika dušika u biljci uvjetujesintezu proteina i brži porast biljaka Stoga intenzivnija aktivnost nitratnereduktaze ukazuje na jače usvajanje N-NO3 ali i predstojeći brži porast biljakaOva metoda nema široku niti univerzalnu primjenu jer na aktivnost NR jakoutječu ekološki čimbenici kao što su promjena temperature i osvijetljenosti

Dobro izvješće agrokemijskog laboratorija o izvršenoj analizi tla mora sadržavatisljedeće podatke

a) podatke o parceli (mjestu uzorkovanja) kao što su lokacija naziv parceleveličina datum uzorkovanja predkultura prethodna mineralna i organskagnojiva i sl

b) rezultate fizikalno-kemijskih analiza tla osnovna analiza mora sadržavatirezultate o pH sadržaju fosfora kalija kalcija organske tvari i adsorpcijskomkompleksu kao i rezultate analize drugih hraniva (mikroelementi NO3-NNH4-N itd) mehanički sastav zaslanjenost i sl

c) procjenu opskrbljenosti tla (uključujući napomene o manjku suvišku ilidrugim limitirajućim čimbenicima)

d) preporuku gnojidbe (potrebnu količinu pojedinih hranjivih elemenata i dozegnojiva) za pojedine usjeve i njihove planirane visine prinosa

e) ciljnu visinu prinosa utemeljenu na agroekološkim uvjetima proizvodnje (tiptla primijenjena agrotehnika predusjev i sl) te ekonomskim promišljanjima

f) preporuku eventualno potrebne kalcizacije ig) opaske i dopunsku interpretaciju fizikalno-kemijskih analiza

Potrebno je još jednom naglasiti da uspješnost primjene bilo koje metode ovisi oeksperimentalno dobro utvrđenim graničnim vrijednostima elemenata ishrane ubiljci i tlu odnosno kritičnom sadržaju pojedinih hraniva u biljci Kod primjenesofisticiranih kompjutorskih metoda utvrđivanja preporuke gnojidbe te granicenisu kruto determinirane jer se izračunavaju zasebno za pojedine agroekološkeuvjete biljnu vrstu i kultivar ovisno o svim raspoloživim podacima o biljci tluklimi i primijenjenoj agrotehnici

Stoga se do sada opisane metode za utvrđivanje raspoloživosti hraniva mogusmatrati jednostranim testovima koji ne zadovoljavaju u potpunosti jer suprocjene potrebe u gnojidbi na temelju kemijskih analiza tla a i biljaka čestonesigurne U posljednje se vrijeme razvijaju kompleksne metode uz korištenjekompjutorske tehnike Prirodni procesi se matematički modeliraju uzimajući uobzir sve djelujuće čimbenike i njihove interakcije kompjutorski se simulira tijekvegetacije i utvrđuje potreba za gnojidbom Kompjutorski modeli dijele se namodele bilance i dinamičke modele Modeli bilance razmatraju čitavu godinu ilivegetaciju i obračunavaju sve dotoke i gubitke hraniva dok dinamički modelisustavom jednadžbi formalnim matematičkim jezikom opisuju sve važne

318

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

procese i pokazuju stanje hraniva u tlu u kratkim vremenskim razmacima Ako sutakvi proračuni verificirani stvarnim stanjem predstavljaju moćno sredstvo zadobru procjenu stvarnih potreba biljaka u elementima ishrane

111 OPSKRBLJENOST TLA I ZADATAK GNOJIDBE

Ekonomski principi nalažu da se doza gnojiva povećava sve dok je rast prirodarentabilan Dakle racionalna proizvodnja hrane podrazumijeva količinu gnojivakoja odgovara potrebama biljke stanju usjeva plodnosti tla i istovremeno vodiračuna o klimatskim uvjetima i mogućem prirodu Pri tome kemijske analize tlapomažu u procjeni količine hraniva koje biljka može usvojiti iz tla a analize biljnetvari koliko hraniva biljke moraju usvojiti da bi postigle određeni prirod Zadatakutvrđivanja potrebe u gnojidbi nije nimalo jednostavan jer potrebna količinahraniva koja se daje gnojidbom i njihov omjer mijenjaju se ovisno o biljnoj vrstikultivaru ili hibridu stadiju razvitka biljke dinamici hraniva u tlu i velikom brojudrugih biotičkih i abiotičkih čimbenika

Podjela tala u grupe na temelju opskrbljenosti hranivima ima praktičan značaj zaklasičan pristup utvrđivanja potrebne gnojidbe što je prikazano tablicom 114

Tablica 114 Opskrbljenost tla hranivima i zadatak gnojidbe

Opskrbljenost Zadatak gnojidbe

DobraOčuvanje sadržaja hraniva na istoj razinignoji se količinom odnesenih elemenata dovoljnom zanadoknadu prirodom

Srednja Podizanje razine opskrbljenosti hranivimagnoji se nešto većim količinama od odnošenja prirodom

Niska

Podizanje efektivne plodnosti tlagnoji se povećanim količinama hraniva zbog osiguranjavisokog priroda i obogaćivanja tla hranivima koja su unedostatku

Pitanje gnojidbe siromašnih tala visokim dozama s ciljem postizanja visokihpriroda mora se rješavati za svaki element posebno jer im je ponašanje u tlu iučinkovitost vrlo različita Djelotvornost gnojidbe iskazuje se kao porast prinosapo jednom kg aktivne tvari i može biti agronomska ili fiziološka

319

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

G N

G N

UF UN

P - PAgronomska učinkovitost =

GP - P

Fiziološka učinkovitost =E - E

(PG = prinos kg ha-1 postignut na gnojenoj parceli PN = prinos postignut na negnojenojparceli G = aktivna tvar (hranivo u gnojivu) u kg ha-1 EUF = usvajanje hraniva u kg ha-1 nagnojenoj parceli i EUN = usvajanje hraniva na negnojenoj parceli u kg ha-1)

Prema klasičnom konceptu gnojidbe tla siromašna organskom tvari ili ukupnimdušikom gnoje se dušikom toliko da se dobije zadovoljavajuće visok prirod ilimalo više od te količine i kod njih treba računati s priming učinkom Naimedodani N gnojivom stimulira usvajanje nativnog dušika što se naziva i ANI(added nitrogen interaction) i u sebi sadrži efekt NRE (N-recovery efficiency) kojise može dobro procijeniti samo tehnikom izotopa 15N

Tla bogata dušikom gnoje se nešto manjim dozama i to u više navrata (dušik semože dodavati u slučaju potrebe i tijekom vegetacije jer nagomilavanje u tlumože imati štetne posljedice za biljke uz povećane gubitke zbog ispiranjanitrata) Potrebna količina dušika ovisi o vrsti biljaka i mogućnosti iskorištavanjanjihovog genetskog potencijala (najvećeg mogućeg priroda) broju biljaka pojedinici površine i odnošenju dušika žetvom Biljke usvoje prosječno 50 (ponekad do 70 ) od primijenjene količine mineralnog dušika gnojidbom a kodorganske gnojidbe i manje

Nizak stupanj iskorištenja fosfora iz gnojiva zahtijeva da se tla siromašnafosforom gnoje s oko 50-100 većom dozom od količine koja se odnosiprirodom (klasičan koncept gnojidbe) a bogata količinom koja je jednakasadržaju fosfora u prirodu Iskorištenje fosfora iz gnojiva u prvoj godini primjenečesto ne prelazi 20 dok se ostatak transformira u manje pristupačne oblike(slabije topljive u vodi i korijenskim izlučevinama) a koriste ga postupno naredniusjevi Kratkotrajno povećanje učinkovitosti P postiže se njegovom primjenom utrake (sužavanje omjera Ptlo) a sporija retrogradacija primjenom krupnijihgranula (manja površina reakcije) Mikorizne gljive mogu imati učinak napojačano usvajanje P (preko 30 ) i fiksaciju N2 kod leguminoza uz veći prinos Utu svrhu često se koristi gljiva Glomus intraradices

Kalijeva gnojiva bolje se iskorištavaju od fosfornih a nešto slabije od dušičnih(do 50 u prvoj godini) ali njihova učinkovitost može biti vrlo niska na tlimaslabo opskrbljenim kalijem i visoke fiksacijske moći Stoga se tla siromašnakalijem gnoje s 25-50 većom količinom hraniva od odnošenja prirodom asrednja i dobro opskrbljena dozom koja je jednaka odnošenju prirodom(klasičan koncept gnojidbe)

Nasuprot gore navedenim principima gnojidbe postoje sustavi gnojidbe kojiteže postizanju najvećeg mogućeg priroda i kojima se postiže do 14 t ha-1

320

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

pšenice i riže te 22 t ha-1 kukuruza Takva primjena gnojiva temelji se na spoznajida je ekonomičan prirod vrlo blizak maksimalno mogućem Visokoprinosnisustavi zahtijevaju visoka ulaganja ali je i dobit visoka (istina uz veći rizik) a ipovećana produkcija hrane neminovno smanjuje njezinu cijenu

Tablica 115 Prikaz Schleswig-Holstein i Laloux sustava uzgoja pšenice

Sustav Schleswig-Holstein LalouxPlanirani prirod Vrlo visok 8-10 t ha-1 Visok 6-8 t ha-1

Sjetva- vrijeme (mjesec) Vrlo rana početak X mj Normalna kraj X mj- sklop (klasova po m2) Vrlo visok 400-500 Nizak 200-500Gnojidba N- početak proljet porasta 80-110 kg N ha-1 30-50 kg N ha-1

- početak vlatanja 20-30 kg N ha-1 30-50 kg N ha-1

- vlatanje 1-2 male doze (svaka 20-30 N ha-1)

- klasanje 60-80 kg N ha-1 50-70 kg N ha-1

Primjena CCC- busanje 05-15 dm3 ha-1 10 dm3 ha-1

- vlatanje 05 dm3 ha-1

Zaštita biljaPotpuna zaštitapomoću herbicidafungicida insekticida

Primjena biocidaprema potrebi

Elementi priroda- broj klasova po m2 Vrlo jako stimuliran Smanjen- broj zrna po klasu Stimuliran Jako stimuliran- masa 1000 zrna Vrlo jako stimulirana Jako stimulirana

Analiza čimbenika rasta kod postizanja maksimalno mogućih priroda pokazujeda je na prvom mjestu opskrbljenost usjeva vodom zatim slijedi uporabagnojiva poboljšanje fizikalno-kemijskih svojstava tla i zaštita bilja Odvisokoprinosnih sustava uzgoja u Europi su poznati Blue prints (Engleska)Schleswig-Holstein (Njemačka) i Laloux (Belgija) Blue prints sustav uzgoja polaziod premise da samo raspoloživa sunčana energija može biti čimbenikminimuma dok se potrebe biljaka za vodom i hranivima moraju potpunopodmiriti Schleswig-Holstein (pokrajina u Njemačkoj s 780 mm oborinagodišnje) kao način uzgoja vrlo je skup dok belgijski Laloux ima nešto manjezahtjeve za visinom priroda i zato je jeftiniji Osnovna razlika između njih je ubroju biljaka po jedinici površine Schleswig-Holstein zahtijeva velik broj klasovapšenice a Laloux veći broj zrna po klasu Gnojidba je osnovni čimbenikpovećanja priroda (gt 50 ) i u principu 1 kg NPK povećava prirod zrna zanajmanje 10 kg pri čemu se polijeganje pšenice sprječava uporabom preparata

321

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

CCC (klorkolinklorid) U tablici 115 prikazane su osnove tih dvaju sustava uzgojana primjeru pšenice

Pored konvencionalnih i visokoproduktivnih sustava uzgoja biljaka koji se moguoznačiti i kao High Input Systems sve češće se susreću tzv alternativni sustavikoji polaze od koncepta prirodne ili biološke produkcije bez korištenja (ili uznatno smanjenom obimu) kemijskih sintetičkih tvari s ciljem proizvodnjezdrave hrane a svrstavaju se u Low Input Systems Međutim potreba zaprehranom svih stanovnika Zemlje i osiguranjem dovoljnih količina hrane dajedanas još uvijek marginalan značaj alternativnim sustavima biljne proizvodnjeIpak treba istaći da bi se povećanjem površina pod sustavima za navodnjavanjeboljim i većim korištenjem poljoprivredne mehanizacije uzgojem novih biljnihvrsta koje se danas ne koriste za proizvodnju hrane korištenjem visokoprinosnihkultivara angažiranjem većeg broja ljudi u poljoprivredi te korištenjemsintetskih preparata samo kad je to stvarno potrebno i u najmanje potrebnimdozama vjerojatno podmirile sve potrebe čovječanstva u hrani U tablici 116prikazane su osnovne karakteristike konvencionalne organsko-biološke ibiološko-dinamičke poljoprivrede

Tablica 116 Osnove različitih sustava u proizvodnji hrane (Finck 1982)

Primjenaagrotehnike

Konvencionalni uzgoj Organsko-biološka

poljoprivreda

Biološko-dinamička

Vrlo intenzbez

stočarstva

Umjerenointenz sa

stočarstvomUmjerena Originalna

Organska gnojiva žetveni ostaci umjereno intenzivno intenzivno intenzivno

Mineralna N gnojiva puno umjereno ne ne ne

Primjena P i Kgnojiva puno umjereno ekstenzivno ne ne

Prirodne P i K soli vrlo rijetko ponekad umjereno malo ne

Mljevene stijene ne ne malo malo umjereno

Kalcizacija prema potrebi umjereno umjereno malo ne

Regulatori rasta da djelomično ne ne ne

Uništavanje korova pretežitokemijska

kemijski ibiološki

kemijski ibiološki biološki i fizički

Zaštita bilja pretežitokemijska

pretežitokemijska

kemijska ibiološka skoro samo biološka

Posebni preparatiza aktivaciju rasta ne ne ne da (potrebno)

322

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Razlikuju se dva osnovna koncepta alternativne biljne proizvodnje organsko-biološka (ili ekološka) i biološko-dinamička agrikultura (osnivač Rudolf Steineraustrijski filozof i istraživač) Prvi način je donekle kompromisan i najčešćeprakticiran u Europi i Dalekom Istoku dok je drugi rjeđe u primjeni i zahtijevapotpuno poštivanje prirodnih uvjeta uzgoja biljaka te potpuno pridržavanjeuputa za pripremu organskog gnojiva i komposta Organska poljoprivredaisključuje upotrebu sintetskih gnojiva pesticida regulatora rasta i aditivastočnoj hrani uz maksimalno korištenje rotacije usjeva primjene različitih biljnihi životinjskih ostataka kao gnojiva sjetve leguminoza zelene gnojidbemehaničke kultivacije mljevenih stijena koje sadrže neophodne elementeishrane i primjenom različitih bioloških tehnika zaštite usjeva

U posljednje se vrijeme u SAD-u (FACTA 1990) isključivo koristi izraz obnovljiva(održiva) agrikultura (Sustainable Agriculture) pod kojim se podrazumijevaposeban filozofsko-ekološki (Moramo sačuvati resurse koji nas održavaju )ekonomski (Što nije isplativo nije ni održivo) i sociološki aspekt (Kakvoćaživota farmera njegova obitelj i zajednica su važni ) integralne (integrirane)proizvodnje hrane Prema definiciji Ministarstva poljoprivrede ribarstva iruralnog razvoja RH (2010) integrirana proizvodnja ratarskih kultura sustav jeuzgoja koji podrazumijeva primjenu agrotehničkih mjera uz uvažavanjeekonomskih ekoloških i toksikoloških čimbenika pri čemu se kod jednakogekonomskog učinka prednost daje ekološki i toksikološki prihvatljivijimmjerama Ekološka proizvodnja ima strože kriterije i zabranjuje korištenjesintetskih gnojiva i preparata te se temelji na uspostavljanju sklada izmeđučovjeka i prirode koj je uporabom prljavih tehnologija ozbiljno narušen

Obnovljiva poljoprivredna proizvodnja temelji se na sljedećim praktičnimaspektima

middot Rotacija usjeva i obvezatno uvođenje leguminoza u plodored Nakonleguminoza uzgaja se usjev s visokim potrebama dušika a nakon usjevaslabijeg i sporog rasta uzgajaju se usjevi koji snažnije suzbijaju korove Uplodoredu se također naizmjenično kombiniraju usjevi slabije i jačerazvijenog korijenovog sustava te ako je izvor vode ograničen i usjevi svisokim i niskim potrebama vode Ponavljanje pojedinih usjeva u plodoredumože uslijediti tek nakon dovoljno dugog razdoblja s aspekta osjetljivostiusjeva na bolesti i štetnike Rotacijom usjeva smanjuje se zakorovljenostpojava bolesti insekata i drugih zaštitarskih problema

middot Plan gnojidbe pored obvezatnog uvođenja leguminoza u plodorednaglašava veću uporabu organskih gnojiva i popravljanje strukture tla uzsmanjivanje količina mineralnih gnojiva Time se smanjuju erozija ionečišćenja podzemnih voda s prvenstvenom namjerom popravljanjafizikalnih mehaničkih i agrokemijskih svojstava tla

middot Strategija zaštite usjeva je prirodna i neškodljiva za farmera susjede ilipotrošače To uključuje integralne tehnike zaštite (IPM - Integrated Pest

323

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Management) kojima je ograničena (količinom i vremenom primjene) ireducirana uporaba pesticida uvođenjem monitoringa odnosno praćenja ipredviđanja pojave napada bolesti i štetnika sjetvom otpornih kultivarapodešenim vremenom sjetve i korištenjem bioloških mjera zaštite Poredrotacije usjeva kao učinkovitog elementa zaštite koristi se i rotacija mjerazaštite usjeva (mehaničke i biološke mjere) a kada je nužno i sintetske tvariniskog rizika za ljude životinje ili okoliš Takav pristup je ekološki prihvatljiv ismanjuje ulaganja jer se pesticidi koriste tek kao krajnje rješenje Također uplodored se uvode i usjevi koji suzbijaju korove alelopatskim djelovanjem(npr zob i sirak)

Održivost podrazumijeva život u okviru prirodnih granica uz razuman komforodnosno živjeti s prirodom ne ostavljajući za sobom velike i nepopravljivetragove Uvođenjem ekoloških načela u proizvodnju hrane napušta se intenzivna(konvencionalna) poljoprivredna proizvodnja i prelazi na alternativnu odnosnoodrživu koja je mnogo manje rizična za životnu sredinu

U održivoj poljoprivrednoj proizvodnji plodored ima najznačajniju ulogu jer setako smanjuje napad štetočina bolesti i korova Osim toga plodored djelujepovoljno na strukturu vodnozračni režim bilancu organske tvari raspoloživosthraniva uz veću biogenost tla Primjena organskih gnojiva nadoknađujeizostavljanje mineralnih a rast usjeva se pospješuje prirodnim biostimulatorimate štiti od bolesti i štetočina (osim plodoredom) agrotehničkim i biološkimmjerama uz uporabu prirodnih preparata (dobiveni iz biljaka) Takođerprednost u izboru kultivara dobivaju genotipovi tolerantni ili otporni na bolesti ištetnike koji su usto i konkurentni korovima

Tablica 117 Bilanca hraniva

Pozitivna [A + B] gt [C + D + E] ΔF gt 0 akumulacija hranivaNegativna [A + B] lt [C + D + E] ΔF lt 0 iscrpljivanje hranivaNeutralna [A + B] = [C + D + E] ΔF = 0 bez promjene

(ΔF = promjena rezerve hraniva u tlu A = primjena gnojiva B = unos organske mase idrugi načini inputa hraniva C = iznošenje hraniva D = odnošenje hraniva i E = ispiranjeimobilizacija erozija i drugi gubici iz tla)

Svojevrstan kompromis između konvencionalne i ekološke odnosno održivepoljoprivredne proizvodnje je integralna biljna proizvodnja (često se naziva iintegrirana biljna proizvodnja) To je sustav uzgoja koji primjenu agrotehničkihmjera usklađuje s ekonomskim i ekološkim načelima te se najlakše da opisatiizrazom dobra poljoprivredna praksa zbog proklamiranih ciljeva integriraneproizvodnje

middot prihvatljivo ekološko opterećenje okolišamiddot očuvanje i podizanje plodnosti tla prirodnim putem i

324

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

middot čuvanje i poticanje biološke raznolikosti

Po pitanju gnojidbe integrirana biljna proizvodnja dopušta primjenu mineralnihgnojiva ali uz obveznu analizu tla gnojidbenu preporuku i planiranje gnojidbešto podrazumijeva praćenje budgeta i bilance hraniva (tablica 117) izborhraniva zabranu primjene gnojiva bez vegetacije ili tijekom zime kad je povećanrizik od ispiranja i dr U tom smislu budget hraniva je tijek hraniva unutar jednefarme koji čine

middot Input hraniva (primjena gnojiva kondicionera tla rezidue prethodnog usjevaleguminoze organski gnoj i dr) i

middot Output hraniva (iznošenje ispiranje erozija itd) koje zajedno označavamokao bilanca hraniva

Management hraniva može biti osnovni (N P K Ca Mg i S) i potpuni kojiobuhvaća sva hraniva (makro- i mikroelemente) odnosno podrazumijeva

1) Djelomičnu procjenu bilance hranivaa) input hraniva (pool [A + B] tablica 117)b) output hraniva (pool [C + D]) = prinos acute koncentracija (tablica 117)c) cijena nadoknade hraniva u tlu (skrivena u ruralnom gospodarstvu)d) trend djelomične bilance hraniva (statistička obrada)

2) Procjena statusa hranivaa) biljci raspoloživa (kemijske ekstraktivne metode)b) lakopristupačne rezerve (humus potencijal mineralizacije Norg disanje

tla i sl)3) Utvrđivanje gubitaka hraniva

a) ispiranje erozija runoff denitrifikacija volatizacija fiksacija i dr (poolE (tablica 117)

b) monitoring on-site ili off-site

Planski management hraniva čini niz komponenata koje su zapravo suštinaintegralne biljne proizvodnje i integralne gnojidbe bilja

1 Karta tla s općim podacima kao što su veličina parcele tip tla i dr2 Analiza tla kao ključna komponenta za utvrđivanje doze vremena i

načina gnojidbe3 Rotacija (plodored) usjeva uz procjenu rezidualnih hraniva iz žetvenih

ostataka pojedinih usjeva ili simbiozne fiksacije dušika leguminozama4 Realna procjena očekivanog prinosa (vrlo kompleksan problem) na koji

utječu vremenske prilike obrada tla rok sjetve sorta bolesti štetnicikorovi rotacija usjeva itd pa je dobro uzeti prosjek prinosa u posljednjih5-7 godina

5 Izvor i oblik hraniva koji može znatno varirati kod organskih gnojivaovisno o načinu držanja stoke prehrani i dr te je potrebna njegovakemijska analiza

325

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

6 Odlike područja (navodnjavanje blizina vodocrpilišta plitka tla napijesku veći nagib parcele kanalska mreža drenaža i dr)

7 Preporučena doza mora uvažiti tehničko-tehnološke i stručno-znanstvene norme (npr sadržaj hraniva u biljci za ciljni prinos dinamikausvajanja kalcizacija)

8 Raspodjela na osnovnu gnojidbu startnu i prihranu te oblik hraniva(npr nitratni) ovisno o duljini vegetacije potrebi biljaka temperaturivlažnosti tla i dr

9 Preporuka načina primjene (omaške inkorporacija trake) ovisno o vrstignojiva tehničkim mogućnostima nagibu tla oborinama tipu tlarotaciji usjeva i dr kako bi se postigla najveća moguća efikasnost i

10 Godišnji pregled ocjena i nadopuna plana managementa hranivima (zacijeli proizvodni sustav) kako bi bio aktualan bolje prilagođen stvarnojsituaciji i postignutim rezultatima

Tablica 118 Primjer osnovnog planskog managementa hraniva s prikazompetogodišnje bilance dušika (Vukadinović 2011)

Godina Glavniusjev

Ciljni prinost ha-1

Potreba Nkg ha-1 Predkultura Prinos predk

t ha-1Žet ostt ha-1 ST

Organski gnojt ha-1

2012 kukuruz 125 312 soja 425 502013 oz pšenica 77 210 kukuruz 105 702014 šeć repa 725 290 oz pšenica 72 50 352015 kukuruz 110 275 šeć repa 655 802016 soja 45 270 kukuruz 105 60

GodinaN u žet

ostkg ha-1

N-minerkg ha-1 god-1

Bilanca Nkg ha-1 god-1

Proračun (ALR) potreba gnojidbe(kg ha-1) Bilanca N

kg ha-1 god-1

N P2O5 K2O2012 600 2678 386 110 150 102 -5392013 525 2109 -303 109 117 0 -2272014 250 1891 620 121 137 128 1402015 360 1770 345 134 115 60 2752016 450 2290 540 79 150 41 -580

Ukupno 2185 10738 1587 553 669 331 -931

rata min žetostN potreba gnojidba

(N + N ) times 100Bilanca = N - N +

50

rata min žetostN gnojidba

(N + N ) times 100Bilanca = N -

50

Planski management hraniva je u mnogim razvijenim zemljama obvezapoljoprivrednih proizvođača a radi nadzora i učinkovite zaštite okolišapropisane su metode i procedura proračuna bilance i managementa hraniva

326

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Budući da je bilancu hranjivih tvari prije svega dušika gotovo nemogućeapsolutno utvrditi primjenjuje se niz različitih postupaka od kojih je najveći dioempirijski te stoga primjenjiv samo za uže agroekološko i specifično proizvodnopodručje Kao primjer prikazan je osnovni petogodišnji management hraniva sdjelomičnom bilancom hraniva samo za dušik izračunat na dva načina (tablica118)

Konkretan primjer iz tablice 118 pokazuje proračun bilance dušika s obzirom nainput hraniva (N-gnojidba žetveni ostaci predkultura N-mineralizacija aktivnogdijela humusa i goveđi stajnjak 35 t ha-1 nakon ozime pšenice) te output hranivaiznošenjem i odnošenjem prinosom Efikasnost dušika iz žetvenih ostatakaorganskog gnoja i organskih rezervi tla računata je kao za N iz mineralnih gnojiva(50 ) ali nisu prikazani gubici N s obzirom na agrotehničke zemljišne iklimatske uvjete Kod proračuna N-bilance koja se temelji na potrebama biljaka(bilanca) pojavljuje se suvišak N u ciklusu proizvodnje dok je proračunobavljen ALR kalkulatora (bilanca) koji uzima u obzir više dopunskihindikatora (tekstura tla biogenost uređenost klima i dr) negativan jer jepotreba usjeva za dušikom zapravo manja odnosno podmiruje se iz svihraspoloživih izvora

112 METODE ZA UTVRĐIVANJE POTREBA U GNOJIDBI

Metode za utvrđivanje potreba u gnojidbi dijele se na biološke i kemijske U objegrupe metoda postoji veliki broj različitih postupaka za utvrđivanje efektivneplodnosti tla Efektivnu plodnost tla karakterizira njegova sposobnost da osigurabiljkama potrebne uvjete za rast i razvitak Tako definirana plodnost nekog tlapodrazumijeva niz fizičko-kemijskih i bioloških svojstava tla utjecaj klime iprimijenjene agrotehnike S agrokemijskog gledišta plodno je ono tlo koje utijeku čitave vegetacije osigurava biljkama dovoljno hraniva i na kome se trajnopostižu visoki prirodi Kao sinonim za plodnost često se koristi izraz kakvoća tlakoja se ne može vidjeti ili direktno mjeriti jer obuhvaća velik broj različitihsvojstava tla i njegovih promjena pod različitim agrotehničkim i agroekološkimuvjetima Ni zdravlje čovjeka ne može se apsolutno utvrditi pa u prenesenomsmislu kvalitetno tlo odgovara ljudskom poimanju zdravlja Zbog toga sepojedina svojstva tla koriste samo za procjenu njegove plodnosti posebiceraspoloživost hraniva

327

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

1121 Vegetacijski pokusi

Najpouzdanija metoda za određivanje stvarnih potreba za gnojidbom suvegetacijski pokusi na polju Ako se oni provode dovoljno dugo a postavljeni sutako da daju odgovore vezane za primjenu gnojiva kao što je utjecaj pojedinogelementa ili uzajamni utjecaj na visinu priroda i njegovu kakvoću djelovanjedoze vremena unošenja i slično tada predstavljaju moćno sredstvo za većeiskorištenje genetskog potencijala rodnosti poljoprivrednih biljaka

Od kalibracijskih vegetacijskih pokusa očekuje se uglavnom omogućavanjeispravne interpretacije rezultata kemijske analize tla iako se često nastojeutvrditi i optimalne doze u gnojidbi Sva ispitivanja u tom pravcu daju dobrukorelaciju gnojidbe i priroda na tlima niske opskrbljenosti pristupačnimhranivima Na srednje i dobro opskrbljenim tlima veličina priroda često snažnijeovisi o drugim čimbenicim rasta (prinosa) nego o raspoloživosti hraniva ali seuglavnom pronalazi čvrsta korelacija između količine pristupačnih hraniva u tlu ikoncentracije tih elemenata u biljci Zbog toga se iznošenje biogenih elemenatakoristi kao mjerilo opskrbljenosti tla pristupačnim hranivima stoga jekalibracijske pokuse potrebno postavljati na svaki tip tla i za svako proizvodnopodručje jer se pouzdani rezultati mogu očekivati samo kada su svi djelujućičimbenici uzeti u obzir

1122 Kemijske ekstraktivne metode

Utvrđivanje raspoložive količine hraniva u tlu predstavlja temelj za preporukugnojidbe i primjenu gnojiva U tu svrhu široko se upotrebljavaju različitekemijske ekstraktivne metode ponekad nedovoljno kalibrirane ili s nekritičkiprihvaćenim (preuzetim iz strane literature) granicama opskrbljenosti bezprovjere u konkretnim agroekološkim uvjetima

Primjenjuje se velik broj ekstraktivnih sredstava različite moći ekstrakcije većprema tome da li se koriste kiseline (mineralne organske jake slabe) solikelatizirajući spojevi voda struja smjese otapala (obično pufernih svojstava)Cilj je utvrditi količinu raspoloživog hraniva odnosno kojoj količini hraniva u tluodgovara rezultat analize a to se postiže samo kalibracijom pojedine kemijskeekstraktivne metode

Jednostavni proračuni raspoloživosti hraniva nekalibriranih metoda nisu nimalopouzdani na što ukazuju vrijednosti raspoloživosti hraniva za različite kemijskeekstraktivne metode (tablica 119) Npr AL metodom utvrđen je sadržaj od125 mg P2O5 100 g-1 tla pa se u praksi često koristi vrlo pojednostavljeni iuglavnom netočan proračun

328

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

-1raspoloživi ρ 2 5

raspoloživi Pef

P = 125 times 15 times 30 = 5625 kg P O ha

P = 5625 times 020 = -12 51125 kg P O ha

15ρ = volumna gustoća tla 30 = (3 acute 106 kg ha-1 tla do 20 cm) Pef = 020 (efikasnost uprvoj godini primjene fosfora)

Tablica 119 Prosječni rezultati ekstrakcije fosfora različitim kemijskimekstraktivnim metodama (Marschner 1995)

Ekstraktivna otopina mg P 100 g-1

neutralni NH4F (pH 70) 148kiseli NH4F (pH lt 20) 74H2SO4 + (NH4)2SO4 (pH 30) 36CH3COOH (pH 26) 25NaHCO3 (pH 85) 24CAL 12

Primjenom drugih metoda (CAL DAL Morganove Bray itd) dobit će se znatnodrugačiji podatak o raspoloživoj količini hraniva Zbog toga je potrebno znatigranice opskrbljenosti ili kojoj količini raspoloživog hraniva odgovara dobivenirezultat (prema gornjem primjeru 1 mg P2O5 analize odgovara 9 kg P2O5 ha-1

raspoloživog hraniva 1125125 = 9)

Moć usvajanja hraniva korijenom bitno je drugačija prema ekstrakciji hranivakemijskom otopinom Korijenske izlučevine su različitog kemijskog sastava ikoličine ovisno o vrsti i starosti biljke njezinoj opskrbljenosti pojedinimelementima ishrane vlazi tla itd Zatim masa korijena je oko 1 od mase tlakoju prožima pa se usvajanje hraniva ovisno o njihovim kemijskim svojstvimaobavlja različitim mehanizmima (kontaktno difuzija kretanje mase i dr) Stogapojedine ekstraktivne metode koriste višestruku ekstrakciju hraniva npr EUF(elektro-ultra filtracija) metodu kako bi se razlučila hraniva različite čvrstoćevezivanja u tlu (kemijska i fizička sorpcija) te pored neposredno raspoloživekoličine procijenila i puferna sposobnost tla

1123 Raspoloživost hraniva i visina priroda

Rast biljaka i tvorba priroda je paralelan proces koji se odvija prema složenimprirodnim zakonitostima i podložan je djelovanju ekoloških čimbenika biotičke iabiotičke naravi Kako odnose između organizama i biocenoza prema vanjskojsredini te uzajamne odnose živih bića izučava ekologija a mehanizme reakcijeorganizama na ekološke čimbenike izučava ekofiziologija potrebno je dobropoznavati zakonitosti koji vladaju unutar agrofitocenoze (usjeva) a koji se bitnorazlikuju od prirodnih fitocenoza Rast biljaka (neto produkcija) odvija se u

329

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

funkciji vremena i ima oblik S krivulje Budući da je vrijeme fizikalna veličina onoza pojedine vrste ipak ima različito značenje koje ovisi o brzini odnosnočimbenicima rasta Od davnina je poznato da povećanjem gnojidbe raste visinapriroda ali je porast sve manji u odnosu na povećanje količine hraniva Isprva jeto formulirao Turgot kao pravilo opadajućeg prirasta priroda Naime nasuprotdodavanju sve većih količina gnojiva dolazi do smanjenja priroda

Sklonost kvantitativnom poimanju čimbenika rasta prisutno je dugo vremena uishrani bilja Težnja da se unaprijed utvrdi utjecaj nekog čimbenika na povećanjepriroda sadržana je u velikom broju različitih zakona ili pravila čija je suštinaipak više statistička i nema univerzalni značaj

Proučavajući djelovanje vanjskih čimbenika na tvorbu priroda Liebig je 1855godine postavio zakon minimuma prema kojem je visina priroda ograničenačimbenikom u minimumu (slika 1111) To je matematički zapravo jednadžbapravca

0 1y b b x= +

gdje je b0 = prinos bez inputa b1 = nagib ili gradijent linearne relacije

Liebigov zakon minimuma često se predstavlja kao bačva s dužicama različitevisine pa se čimbenik u minimumu predstavlja najnižom dužicom koja određujegornju granicu priroda Ovaj zakon dobro objašnjava porast priroda ali ima iviše slabosti jer promatra linearno i neovisno djelovanje čimbenika na visinupriroda Stoga je već 1895 doživio transformaciju koja je poznata pod imenomLiebscherov zakon optimuma Zakon optimuma kaže da čimbenik u minimumuviše djeluje ako su ostali čimbenici prinosa bliži optimumu Međutim na temeljuogromnog eksperimentalnog iskustva poznato je da se krivulja rasta prirodapovija na kraju Za objašnjenje ove pojave predloženo je niz matematičkihmodela zakona čiji je karakter najprije statistički jer vrijede upravo onolikokoliko se precizno može utvrditi djelovanje nekog čimbenika rasta odnosnopriroda npr logaritamski (Mitscherlichov) hiperboličan (Spillmannov) itd

Mitscherlich je pokušao uvažiti eksperimentalno utvrđenu činjenicu da na visinupriroda utječe niz biotskih čimbenika (vrsta kultivar nejednaka produktivnostfotosintetskog aparata različita tolerantnost na nepovoljne uvjete rasta itd) iabiotske prirode (klimatski i zemljišni uvjeti) Na tim postavkama razradio jemetodu uzgoja biljaka u strogo nadziranim uvjetima rasta kako bi se sasigurnošću mogao utvrditi utjecaj pojedinih čimbenika (doze hraniva) na visinupriroda Metoda se temelji na uzgoju biljaka u posudama (često i u polju uznešto izmijenjeni način izračunavanja potreba u gnojidbi) a gnojidba sepostavlja po planu koji omogućuje utvrđivanje utjecaja svakog pojedinogelementa ishrane uz procjenu potrebne gnojidbe

330

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 1111 Liebigov zakon minimuma

1124 Utvrđivanje potrebe u gnojidbi prema Mitscherlichu

Za izračunavanje potreba u gnojidbi prema Mitscherlichu koristi se sljedećajednadžba

( )log A - y = log(A) - cx

A = najveći postignuti prirod kod potpune gnojidbe s NPK c = čimbenik djelovanjahraniva x = količina hraniva dodana gnojidbom y = postignuti prirod kod doze gnojiva x

Ako se s a označi prirod koji se postiže bez gnojidbe nekim elementom tada jeb pristupačna količina hraniva u tlu pa se b (u dt po ha) izračunava

( )logA - log A - ab =

c

eacute ugraveeuml ucirc

Porast prinosa proporcionalan je čimbeniku c odnosno u ishrani bilja c ječimbenik djelovanja hraniva Prema Mitscherlichu taj čimbenik ima različituvrijednost ovisno o tome da li se utvrđivanje potrebe za gnojidbom obavlja uposudama ili u polju odnosno da li se koristi izvorni oblik jednadžbe ili njeziniizvodi Za gore navedene jednadžbe u nadziranim uvjetima su cN = 064 cP = 200i cK = 133 dok je u polju cN = 020 cP = 060 i cK = 040

Često se koriste i antilogaritmirani izvodi originalne jednadžbe Mitscherlicha

( ) ( )-cx dyy = A 1 - e ili derivirano = c A - ydx

Linearizacijom se mogu dobiti sljedeći korisni izvodi

331

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

( )-cx

-cx

-cx

-cx

y = A 1 - e

Y = 1 - eAY - 1 = -eA

Y1 - = e

AY

Ln(1 - ) = -cxA

Za dva ili više hranjivih elemenata gornji izrazi mogu se proširiti

( ) ( ) ( ) N P Ky = A times 1 - exp - c N times 1 - exp - c P times 1 - exp - c K

Kod utvrđivanja potrebe u gnojidbi gornji matematički izrazi mogu se prilagoditina sljedeći način

-Ki(x0 + xi)m pY = Y 1 - 10eacute ugrave

euml ucirc

gdje je Ym = visina priroda Yp = potencijalni prirod Ki = čimbenik djelovanja hraniva (nprza kukuruz u sjev Italiji uzimaju za čimbenike djelovanja N P i K KN = 0008 KP = 0010 iKK = 0015) x0 = raspoloživost hraniva prije gnojidbe xi = gnojidbom dodana količinahraniva (doza)

Gornji matematički izraz može se razviti za praktičnu uporabu na sljedećenačine

p mi 0 i

p

p m0 i

i p

p0 i

i p m

Y - Ylog = -K times (x + x )

Y

Y - Y1x + x = - times log

K Y

Y1x + x = times log

K Y - Y

aelig oumlccedil divideccedil divideegrave oslash

eacute ugraveaelig oumlecirc uacuteccedil divideecirc uacuteegrave oslash euml ucirceacute ugraveaelig oumlecirc uacuteccedil divideecirc uacuteegrave oslash euml ucirc

Primjeri izračunavanja gnojidbe prema Mitscherlichovom zakonu (i formulamaizvedenim iz tog zakona)

1 Koliki će se postići prirod zrna kod kukuruza ako je utvrđeno 50 kg Nmin u tlu

ym = yp(1 - 10-0008 acute 50) = 06

06 acute 100 = 60 (od najveće mogućeg priroda yp)

332

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

2 Uobičajeno se od potencijalnog priroda postiže u proizvodnim uvjetima 70 (ym = yp acute 070) a može se računati s djelotvornom uporabom gnojiva do 20 od ym odnosno od 84 najvećeg mogućeg priroda za date uvjete (070 acute 12 =084 ) Kolika je potreba za dušikom za taj prirod zrna kukuruza

-10 i

i

1log(1 - 084) 0796

(x + x ) = = = 99 kg N haK 0008

eacute ugraveecirc uacuteeuml ucirc

3 Najveći mogući prirod zrna kukuruza za određene agroekološke uvjete je 15 tha-1 Kolika je potreba za dušikom uz 70 potencijalnog priroda

-1log(15) - log(15 - 105)b = = 261 dt ili 261 kg N ha

02Brayeva modifikacija Mitscherlichovog proračuna

( ) 1Log A - y = Log(A) - cb - c xA = maksimalni prinosy = prinos postignut na razini bb = indeks opskrbljenosti tlac = faktor učinkovitosti (konstanta) za bx = doza primijenjenog gnojivac1 = faktor učinkovitosti za x (metoda prostora)

1125 Metoda procjene potrebe u gnojidbi po Friedu i Deanu

Budući da biljke uzimaju hranjive tvari kako iz gnojiva tako i iz prirodnih izvora(rezidualna hraniva mineralizacija i dr) može se primijeniti sljedeći izraz

B times (1 - y)A =

y

A= raspoloživa hraniva u tluB = standardna doza gnojivay = proporcionalna količina usvojenih hraniva ostvarena standardnom gnojidbom

U proizvodnim konkretnim agroekološkim uvjetima biljka je jedina koja možepokazati koliko je hraniva iz tla raspoloživo

Za specifične agroekološke uvjete i promatrani usjev vrijednost je konstantna ineovisna o dozi primjene gnojiva veličini posuda u kojima se testira efikasnostgnojidbe i brzini porasta biljaka Vrijednost A prvenstveno je testirana kako bi seutvrdila raspoloživost P u tlu

333

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Uz primjenu gnojiva u trake vrijednost A se povećava s povećanjem dozefosfora To sugerira kako je raspoloživost P konstantna bez obzira na povećanjedoze Fried and Dean (1951) naglasili su kako se može pretpostaviti da načinprimjene gnojiva ne utječe na raspoloživost fosfora jer se niže vrijednostidobivene s primjenom u trake mogu pripisati većoj dostupnost i u odnosu nastandardnu gnojidbu

1126 Druge metode procjene potrebe u gnojidbi

Potencijalni prirod može se procijeniti temeljem više biotičkih i abiotičkihčimbenika npr preko potencijalne evapotranspiracije intenziteta sunčeveradijacije parametara pojedinog usjeva i potrebe za hranivima

-Ki(x0 + xi) -hixip 1 1

Rs times 047Y = Kc times cH times Fc times ETP times times 1 - 10 times 10T

S eacute ugraveS P Peuml ucircS

(gdje su Kc cH i Fc parametri usjeva aringETP = potencijalna evapotranspiracija aringRs acute 047= fotosintetski aktivna radijacija aringT = suma prosječnih temperatura vegetacije)

Općenito produktivnost nekog tla može se prema Boguslawskom prikazatidjelovanjem sljedećih čimbenika

ffizikalni

čimbenicix

anorganski

kemijski

čimbenici

x

organski

biološki

čimbenici

x

vodni

režim

tla

x

klima x

rotacija x

gospodarenje

Pod fizikalnim čimbenicima tla podrazumijevaju se njegova tekstura poroznostsklonost prema eroziji itd pod anorganskim kemijskim čimbenicima pH-vrijednost sadržaj makro i mikroelemenata itd pod organsko-biološkimčimbenicima sadržaj humusa zemljišna fauna mikroorganizmi intenzitetdisanja tla itd pod čimbenicima vodnog režima retencija infiltracijakonduktivitet razina podzemne vode itd a moraju se uzeti u obzir klimarotacija usjeva i općenito način gospodarenja tlom

1127 Ekonomski pristup u procjeni potrebe gnojidbe

Ekonomska efikasnost gnojidbe jednostavno se može prikazati kao

Cijena jedinice gnojivaPR =

Cijena jedinice proizvoda

Optimalna doza primjene gnojiva može proizvesti maksimalni ekonomski efekt(prinos) ovisno o cijeni gnojiva vrijednosti prinosa i veličini fiksnih troškova

334

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

proizvodnje Vrijednost proizvodnje definirana je kao funkcija visine prinosa idoze gnojiva

( )V = Y times Py = F x times PyY = prinos kod primijenjene doze gnojiva Py = cijena gnojiva po jedinici prinosa F(x) =funkcija fiksnih troškova Px = cijena gnojiva X = doza gnojiva

Ukupna cijena gnojidbe može se izračunati izrazom

T = F + Px times XT = ukupna cijena koja je linearna funkcija primijenjene doze gnojiva a nagib linijepokazuje cijenu gnojiva koja započinje od visine fiksnih troškova (F)

Grafikon (slika 1112) je funkcija koja pokazuje ekonomski isplativu dozugnojiva Jasno je kako se neto dobit može ostvariti kada je trošak za gnojivo većiod 0 - x1 a vrijednost usjeva premašuje troškove Dobit gnojidbom može sepovećati do vrijednosti 0 - x2 kad je dostignut najveći profit (razlika izmeđuvrijednosti prinosa i troškova je maksimalna)

Slika 1112 Odnos porasta prinosa visine ulaganja i profita (Barreto andWesterman 1985)

1128 Utvrđivanje gnojidbe uz pomoć AL-metode i koncept ciljnog prinosa

Konvencionalno utvrđivanje potrebe u gnojidbi podrazumijeva poznavanjegraničnih vrijednosti svakog pojedinog hraniva odnosno utvrđene razredepristupačnosti za njih koeficijente učinkovitosti gnojiva i planiranu (moguću)visinu prinosa Uvođenjem matematičkog modela broj parametara može bitiznatno veći a njihovo djelovanje tada se procjenjuje kvantitativnomatematičkim funkcijama uz utvrđivanje interakcija čime se izbjegava krutorazvrstavanje tala u razrede opskrbljenosti pa se dobiju preporuke za nizrazličitih proizvodnih situacija Otuda se rezultati kemijske analize tla mogu

335

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

iskoristiti na klasičan (konvencionalan) ali i suvremen način procjene potrebnegnojidbe

Najveći broj podataka kontrole plodnosti tla u Hrvatskoj dobiven je AL-metodom(varijanta Egneacuter-Riehm-Domingo) pa će ona biti iskorištena u tekstu ispod zaprikaz procjene (proračun preporuke) potrebne gnojidbe na klasičan(konvencionalan ili standardan) i suvremen način uz pomoć kompjutora

Konvencionalni način proračuna gnojidbene preporuke AL-metodom

Ako je planirani prirod pšenice 60 t ha-1 (koncept ciljnog prinosa ili Targettedyield concept) na tlu koje je srednje raspoloživosti dušikom siromašno fosforomi srednje opskrbljeno kalijem najprije se utvrdi količina tih elemenata potrebnaza dobivanje planiranog priroda koristeći tablice koje pokazuju sadržajelemenata uključujući i pripadajući dio žetvenih ostataka (tablica 1110) Važnoje naglasiti kako zbog genetske specifičnosti mineralne ishrane i interakcije sagroekološkim uvjetima elementarni sastav različitih kultivara ili hibrida možeznatno varirati Stoga je dobro rabiti kemijsku analizu uzgajanih sorti sproizvodnih površina za koje se planira gnojidba a u tablici 1110 prikazan jeuobičajen raspon variranja odnošenja glavnih hranjivih elemenata

Tablica 1110 Odnošenje elemenata u kg t-1 priroda (s pripadajućim ostacima)

Biljna vrsta N P2O5 K2OPšenica 25 - 35 10 - 15 20 - 30Ječam ozimi 20 - 25 8 - 12 20 - 30Ječam jari 15 - 25 8 - 12 20 - 25Raž 20 - 30 10 - 15 20 - 30Zob 20 - 30 10 - 15 30 - 40Kukuruz 25 - 30 10 - 15 30 - 40Šećerna repa 40 - 55 15 - 20 60 - 100Lucerna 20 - 30 5 - 10 20 - 25Krumpir (kasni) 45 - 55 15 - 20 75 - 90

Ako je planirani prirod pšenice 60 t ha-1 tada je ukupno potrebna sljedećakoličina N P i K30 acute 6 = 180 kg N ha-1

12 acute 6 = 72 kg P2O5 ha-1

20 acute 6 = 120 kg K2O ha-1

Uvažavajući potrebe biljaka i raspoloživost hraniva iz tla potrebno je učinitikorekciju izračunate potrebe Uobičajeno je u klasičnom proračunu potrebegnojidbe da se korekcija obavlja množenjem potrebne količine hranivakoeficijentima za raspoloživost hraniva Tablica 1111 pokazuje postotakpotrebne količine aktivne tvari gnojiva prema razredu opskrbljenosti tla

336

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

hranivima U mnogim zemljama u uporabi su tablice koje dijele tla na više klasaali se koriste i tablice koje uvažavaju i neka druga svojstva tla presudna zaraspoloživost određenog elementa Npr na raspoloživost fosfora utječe snažnopH-vrijednost tla (ali značajni su i teksturna klasa tla sadržaj humusa i dr) dokje za raspoloživost kalija značajnije koliko u tlu ima gline odnosno dobro jepoznavati fiksacijsku moć tla Zbog toga gotovo svaka znanstvena poljoprivrednaustanova ima posebne tablice za izračunavanje potrebne količine hraniva ugnojidbi koje su primjerene agroklimatskim uvjetima područja ali sadrže iiskustvo stečeno u praksi Za područje istočne Hrvatske najčešće se koristitablica 1112 prema Vladimiru Vukadinoviću koja za raspoloživost fosfora uzimau obzir pH a za kalij teksturna svojstva tla

Tablica 1111 Potrebna količina aktivne tvari () ovisno o opskrbljenosti tla

Razredopskrbljenosti

tla

Gnojidbom je potrebno dodati odkoličine hraniva koja se odnosi prirodomN P2O5 K2O

Niska 100 - 120 150 - 200 125 - 150 Srednja 80 - 100 100 - 150 100 - 125 Dobra 60 - 80 100 100

Dakle ukupna potrebna količina hraniva za planirani prinos ispravlja sečimbenikom svakog elementa ovisno o njegovoj raspoloživosti (u primjeru

N = 090 ⟶ srednja P2O5 = 175 ⟶ niska i K2O = 125 ⟶ srednja) u nekom tlu

180 acute 090 = 162 kg N ha-1

72 acute 175 = 126 kg P2O5 ha-1

120 acute 125 = 150 kg K2O ha-1

Tablica 1112 Granične vrijednosti AL-P2O5 i AL-K2O za ratarske usjeve napodručju istočne Hrvatske (Vladimir Vukadinović)

Razredraspoloživosti

AL-P2O5 mg 100 g-1 AL-K2O mg 100 g-1 tlapH lt 6 pH ge 6 lako srednje teško

(A) jako siromašno lt 5 lt 8 lt 8 lt 12 lt 15(B) siromašno 5 - 12 8 - 16 9 - 15 13 - 19 16 - 24(C) dobro 13 - 20 17 - 25 16 - 25 20 - 30 25 - 35(D) visoko 21 - 30 26 - 45 26 - 35 30 - 45 36 - 60(E) ekstremno visoko gt 30 gt 45 gt 35 gt 45 gt 60

Količina hraniva (iskazana kao aktivna tvar) preračuna se u dozu gnojivaGnojivo kg ha-1 = (a acute 100)b gdje je a = potrebna količina hraniva b = sadržajaktivne tvari u gnojivu () npr za dušik (162 acute 100)46 = 352 kgha uree

337

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Primjer kompjutoriziranog određivanja gnojidbe AL-metodom

Koncept ciljnog prinosa zahtijeva poznavanje odnošenja elemenata ishraneprinosom koji su prilagođeni agroekološkim uvjetima i kondicijama tlaMeđutim za razliku od konvencionalnog pristupa kompjutorizirani pristupomogućava točnije izračunavanje potrebe u gnojidbi jer se koristi tzv ulaznabaza koja osim podataka o kemijskoj analizi tla sadrži i niz vrlo važnihdopunskih podataka o tlu (navodnjavanje odvodnja drenaža obradabiogenost predkultura i njen prinos organska gnojidba žetveni ostaci klimanadm visina nagib ekspozicija i dr) Sve su to vrlo važne dopunske informacijekoje se mogu uzeti u obzir i njima korigirati proračun gnojidbe tako da bude štobliže stvarnim potrebama usjeva

Kompjutorska adaptacija i nadogradnja AL-metode za utvrđivanje potrebe ugnojidbi ratarskih usjeva posebice u sustavu kontrole plodnosti ima značajneprednosti u mogućnosti sistematizacije čuvanja i pretraživanja raspoloživihpodataka o plodnosti proizvodnih površina te racionalizaciji gnojidbeKvalitativni pomak u odnosu na konvencionalni način dobivanja preporukasastoji se u korištenju funkcijskih povezanosti više varijabli (sadržaj hraniva ihumusa pH reakcija tla broj teksturne klase i rata mineralizacije) kojekompleksno određuju preporuku gnojidbe Time se izbjegava značajannedostatak grube podjele tala u razrede (klase) opskrbljenosti fosforom i kalijem(gdje razlika unutar iste klase iznosi 5-10 mg hraniva na 100 g tla) uz ograničenumogućnost (tablične vrijednosti) korištenja pH ili teksturne klase za korekcijusadržaja hraniva Gnojidba utvrđena konvencionalnim načinom ne razlikuje se zatla unutar istog razreda opskrbljenosti za razliku od kompjutorske metode kojauzima u proračun numeričke vrijednosti analize tla (nasuprot razredaopskrbljenosti tla u konvencionalnom proračunu potrebe gnojidbe) isključujemogućnost pogreške u računanju izuzetno je brza u automatskom izdavanjugnojidbenih preporuka te čuva sve podatke o tlu u bazi čime je omogućenodugoročno praćenje promjena plodnosti tla i poduzimanje mjera za zaštitu tlaali i okoliša

U daljem tekstu opisana je javna (public) verzija ALR kalkulatora (autor VladimirVukadinović) za proračun gnojidbe usjeva Kalkulator je po svom konceptunačinu izvedbe i proračunu gnojidbe jedinstven a po istom konceptu autor jekreirao ekspertnu verziju kalkulatora s mnogo većim mogućnostima Obje vrstekalkulatora namijenjene su online korištenju preko interneta a mogu se koristitii offline na svakom PC računalu čiji je operativni sistem Windows uz InternetExplorer Kalkulator je napisan u JavaScriptu i HTML-u otvorenog je koda i zbogtoga ga je lako moguće prilagoditi za različite agroekološke uvjete (što jesukladno važećoj autorsko-pravnoj zaštiti dopušteno samo autoru) Rezultatianalize tla i gnojidbene preporuke čuvaju se u Excel (csv) datotekama zanaknadnu statističko-grafičku agroekonomsku analizu i management hraniva

338

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Naime nakon žetve i utvrđivanja visine prinosa lako je utvrditi stupanj vezeizmeđu gnojidbe i prinosa odnosno profitabilnost gnojidbe input i outputhraniva a u višegodišnjem proračunu gnojidbe i bilancu hraniva sukladno EUnormama

Uvođenjem računalnog kalkulatoramodela za proračun gnojidbe uvažavaju sesvi bitni aspekti suvremene primarne produkcije kao što su agrološki (vodi seračunu o plodnosti odnosno zdravlju tla i potrebama biljke) ekološki (smanjujese opasnost od onečišćavanja okoliša posebno podzemnih voda) ekonomski(zadovoljavaju se potrebe biljaka ovisno o stanju tla i usjeva plodnosti tlarealno planira visina prinosa uvodi bilanca hraniva odnosno planira gnojidba zajedno ili višegodišnje razdoblje i izbjegava problem luksuzne ishrane usjeva uzopasnost onečišćenja podzemnih voda suviškom dušika) tehničko-tehnološki(gnojidba se usuglašava s agrotehničkim normama odnosno način primjenegnojiva ovisi o njegovoj vrsti mogućnosti miješanja i kombiniranja organske imineralne gnojidbe itd) i sociološki (poljoprivredni proizvođač postaje farmerkoji se služi inženjerskim metodama u proizvodnji hrane planira i ekonomskipromišlja)

Kompjutorska adaptacija procesa gnojidbenih preporuka usjeva ima nadkonvencionalnim postupkom (analiza tla + čovjek + iskustvo + tablice graničnihvrijednosti + tablice iznošenja hraniva + vrijeme + moguća pogreška) značajneprednosti u brzini točnosti mogućnosti sistematizacije čuvanja i pretraživanjaraspoloživih podataka o plodnosti proizvodnih površina uz racionalizacijugnojidbe koja je prilagođena potrebama biljke agroekološkim uvjetima visiniulaganja u proizvodnju i dr

U ALR kalkulator potrebno je unijeti četiri grupe podataka

1) Ime datoteke u kojoj će biti sačuvani podaci i rezultati proračunagnojidbe podaci o vlasniku lokacijiregiji i veličini parcele

2) Tehnološki podaci (vrsta planirana visina prinosa predusjev i količinažetvenih ostataka organska gnojidba i godina od njene primjene)

3) Rezultati analize tla (pH(KCl) humus AL-P2O2 i K2O u mg 100 g-1 tla iteksturna grupa tla) i

4) Raspoložive formulacije za kompleksna pojedinačna mineralna iraspoloživa organska gnojiva (slika 1113)

Za unos podataka predviđena je posebna maska s poljima i padajućimizbornicima za unaprijed definirane vrijednosti ispod koje je tipka za proračungnojidbe i spremanje podataka u csv datoteku (čitljivu Excelom) Uneseni podacii rezultati proračuna osnovne gnojidbe ispisuju se u dva tekstualna polja s desnestrane kalkulatora Gnojidbena preporuka sadrži pored potrebne doze(potrebna količina aktivne tvari u kg ha-1) i količine kompleksnog i pojedinačnihgnojiva (po hektaru i za parcelu) idealnu formulaciju mineralnog gnojiva ibilancu zadovoljenja hraniva u odnosu na proračunatu potrebu Doza N

339

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

iskazana je kao ukupna potreba kompleksnog gnojiva i uree a količina N zaprihranu u obliku KAN-a Idealna formulacija pomaže kod izbora kompleksnogi pojedinačnih gnojiva (kad je to potrebno) kako bi se uz pomoć bilance NPKpotreba NPK za planirani prinos i gnojidba uravnotežili (uz tehnološkiprihvatljivo odstupanje)

Slika 1113 Izgled public verzije ALR kalkulatora usjeva (autor VVukadinović)

Public verzija ALR kalkulatora uključuje modul za procjenu potencijala N-mineralizacije prema konceptu Seligman and van Keulen 1981 (PAPRAN model)koji uzima u obzir tri tipa organskog N u tlu a) svježi organski N (ostaci usjeva imikrobna masa) b) aktivni organski N u humusu i c) stabilni organski N uhumusu koji zajedno čine ukupni organski dušik tla Prvo se prema originalnojformuli autora ove knjige procijeni faktor mineralizacije (fpH) ovisan o pH(KCl)tla te zatim ograniči najveća i najmanja količina mineraliziranog N-NO3

(izbjegavanje ekstrema koji su inače u opoziciji s normalnim uvjetima) Objekorekcije su empirijske naravi modelirane multiregresijskom analizom natemelju baze podataka Zavoda za kemiju biologiju i fiziku tla iz Osijeka pa jeprimjena izvan agroekološkog područja istočne Hrvatske moguća ali uz neštoveći rizik Zatim se utvrde konstante mineralizacije organske tvari ovisne oprosječnoj temperaturi tla i raspoloživoj vodi kroz vegetaciju usjeva (veza sklimatskim i zemljišnim podacima) intenzitet N i P-mineralizacije žetvenihostataka ovisno o CN i CP omjeru odnosno CNP združenom omjeru (uzima seda je mineralizacija najveća kada je CN lt 251 odnosno CP lt 2001) Konačnose utvrdi ukupna odnosno vegetacijska rata mineralizacije N i P preračuna na

340

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

bioraspoloživu količinu (efikasnost) za što se umanjuje potrebna doza N i P kojutreba unijeti gnojidbom

Potrebna količina P izračunava se na temelju iznošenja planiranim prinosom uzdvostruku korekciju učinkovitosti P-gnojidbe nelinearnim skor funkcijama sobzirom na utjecaj pH-vrijednosti i AL-raspoloživost fosfora Ukupno potrebnakoličina kalija korigira se prvo nelinearnom skor funkcijom s obzirom na njegovuAL-raspoloživost i još jednom ali samo za plusmn 20 s obzirom na teksturnu grupu(fiksacijsku moć tla) Kada se ne primjenjuju pojedinačna P ili K gnojiva mogućeodstupanje od potrebe usjeva za P i K ravnomjerno se raspoređuje na P i K dokse kod primjene pojedinačnih gnojiva proračun obavlja uz dopuštenoodstupanje (ukupno odstupanje sva tri glavna hraniva plusmn 15 kg ha-1) Kako je većnaglašeno skor funkcije za P i K su oblikovane empirijski na temeljumultiregresijske analize baze podataka o analizama tla s područja istočneHrvatske a validacija je obavljena kompjutorskom simulacijom primarneorganske produkcije i praktično kroz višegodišnje gnojidbene preporuke zastvarne proizvodne uvjete stoga ih je preporučljivo za druge agroekološke regijesvakako provjeriti i korigirati

Osnovna NPK gnojidba podrazumijeva unos cjelokupne doze P i K prije osnovneobrade radi homogene distribucije u oraničnom sloju (godišnja migracija P i Kkroz solum je vrlo mala i treba je zanemariti ako se ne radi o ekstremno lakimtlima) Nasuprot P i K pokretljivost N (posebno N-NO3) je velika po profilu ivremenu te se njegovoj vremenskoj primjeni poklanja posebna pozornostodnosno usklađuje se primjena s najvećim zahtjevom usjeva za N Stoga se ALRkalkulatorom na srednje teškim tlima u osnovnoj gnojidbi proračunava 50 ukupno potrebne količine N na lakim tlima 35 a na teškim 65 što se dajekompleksnim gnojivom (ekspertna verzija preporučuje još nižu primjenu N ujesen pri čemu se mora naglasiti činjenica kako se u Hrvatskoj ne proizvodepojedinačna P i K gnojiva) a kad to nije dovoljno preporuka sadrži ostatak N uobliku uree za primjenu u osnovnoj gnojidbi Ostatak dušika primjenjuje se uprihrani u obliku KAN-a prema proračunu ili se što je bolje korigira N-doza zaprihranu na temelju Nmin metode U slučaju da je nemoguće izvesti po tomnačelu N-gnojidbu (situacije kada je kompleksno gnojivo s naglašenim N npruporaba formulacije 151515) nedostatak N do ukupne potrebe nakonpodmirenja P i K kompleksnim gnojivom ravnomjerno se raspodjeli na ureu iKAN

Pristupanjem Hrvatske EU morat će se usuglasiti osnovna primjena gnojiva s EUpraksom (posebice Nitratnom direktivom) što podrazumijeva izbjegavanje bilokakve uporabe gnojiva tijekom zime (kad nema vegetacije) kao i smanjivanjedoze naročito dušika ali i P i K To će zahtijevati i ponovno uvođenje uproizvodnju Petrokemije doo pojedinačnih P i K mineralnih gnojiva kojihsada nema u proizvodnom programu pa su trenutno poljoprivredni proizvođači

341

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

prisiljeni primjenjivati dušik u osnovnoj gnojidbi i kad to nije potrebno ili pakuvoziti pojedinačna gnojiva

ALR kalkulator nudi više različitih formulacija kompleksnih gnojiva (premaasortimanu Petrokemija Kutina) i najčešća pojedinačna P i K gnojiva Izborgnojiva potpomognut je NPK bilancom Naime uzima se da je gnojidbausklađena s potrebom usjeva kad ukupno odstupanje nije veće od 15 kg aktivnetvari po ha (oznaka OK) U suprotnom ispisuju se oznake (+) za suvišak ili (-) zamanjak pojedinog hranjivog elementa

Ekspertna verzija ALR kalkulatora posjeduje i druga vrlo napredna i sofisticiranasvojstva npr daje pisana objašnjenja preporučene gnojidbe upute i savjetekako otkloniti uska grla u proizvodnji prikazuje proračun potrebe kalcizacijeizračunava potencijal mineralizacije organske tvari tla (humus žetveni ostaciorganska gnojidba) i potrebu dušika za sprječavanje N-depresije Osim togaomogućava prikaz osnovnih rezultata gnojidbene preporuke u programu GoogleEarth i time ukazuje na prostornu varijabilnost potrebe u gnojidbi te sve podatkei rezultate računalne obrade izvozi u izlaznoj interpretacijskoj bazi (slika1115) uz moguću vizualizaciju GIS-om odnosno prikaz tematskim kartama(slike 1114 1116 1117 1118 i 1119) Na taj je način otvorena mogućnostda se u sustavu kontrole plodnosti izvrši rajonizacija područja za različite razineagrotehnike kao i različite proizvodne namjene (usjevi s posebnim zahtjevimatrajni nasadi sjemenska proizvodnja i dr) Također proces izračuna potrebe ugnojidbi obuhvaća znatno više dopunskih indikatora o tlu usjevu agrotehnici iklimi a kod potrebe hraniva uzima u obzir dinamičko iznošenje (većuučinkovitost korištenja hraniva kod visoke razine agrotehnike priming i humatefekt genetska svojstva i visoku fiziološku adaptabilnost modernih kultivara idr) Primjer konkretnog proračuna gnojidbe ALRxpd ekspertnom verzijomprikazuje slika 1115 (uvjetno ekspertnom jer se novo pravilo ili rules zatumačenje rezultata analize tla i gnojidbene preporuke ne dodaje automatskikad program ustanovi da nema dobro rješenje za konkretnu situaciju)

Pored ostalog ekspertna verzija ALR kalkulatora za izračun potrebe u gnojidbiusjeva uključuje procjenu relativne pogodnosti tla za usjeve kako bi se moglarealno procijeniti moguća visina prinosa šest najzastupljenijih usjeva istočneHrvatske u narednom razdoblju odnosno do nove analize tla za konkretnuparcelu U tu svrhu koristi se više indikatora pogodnosti zemljišta koji uključujuraspoloživost hranjivih tvari sadržaj humusa i karbonata u tlu pH tla ali suuključeni i podaci o biogenosti uređenosti zemljišta intenzitetu primjeneagrotehnike geopoziciji (nagib ekspozicija nadmorska visina) i klimatskimznačajkama područja Proračun se obavlja funkcijskim modelom u kojem surelativne težine indikatora predstavljene nelinearnim skor funkcijama anjihov ukupni značaj odnosno relativna pogodnost zemljišta za usjeve jevrijednost dobivena po principu Liebscherovog zakona optimuma

342

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

nmin1 min(I - I ) I

Relativna pogodnost = times(n - 1) 100

aring

Slika 1114 Interpretacijska online baza podataka o tlu s prikazom osnovnihinformacija o potrebi gnojidbe usjeva (prelaskom pokazivačamiša preko lokacije uzorka pojavljuju se podaci analize tla ignojidbena preporuka iznad karte httpishranabiljacomhr)

Uzorak br 10366 RP = 5468 Potreba NPK kgha = 17087175 pH-KCl = 491Hy = 293 Humus = 143 AL-fosfor = 171 AL-kalij = 2020 Šećerna repa 70 tha

343

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1115 Kompjutorska gnojidbena preporuka (autor VladimirVukadinović)

344

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 1116 Predikcija AL-P2O5 Osječko-baranjske županije (kriging ~20000uzoraka Vukadinović 2011)

Slika 1117 Predikcija AL-K2O Osječko-baranjske županije (kriging ~20000uzoraka Vukadinović 2011)

345

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1118 Predikcija humusa Osječko-baranjske županije (kriging ~20000uzoraka Vukadinović 2011)

Slika 1119 Predikcija pHKCl Osječko-baranjske županije (kriging ~20000uzoraka Vukadinović 2011)

346

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Međusobna interakcija pojedinih indikatora relativne pogodnosti sukladnoprirodnim zakonitostima nelinearnog je tipa a model se neprestano usavršavauvođenjem novih indikatora i njihove povezanosti (slika 1120)

Slika 1120 Interakcija koncentracije humusa i pH(KCl) kao indikatorarelativne pogodnosti zemljišta za usjeve (Vukadinović 2010)

1129 Nmin metoda

Brza transformacija svih oblika dušika u tlu i intenzitet mobilizacije organskihrezervi ovisan je o aktivnosti mikroorganizama odnosno velikom brojuklimatskih zemljišnih i bioloških čimbenika Pored toga i velika pokretljivostnitrata konvekcijom (strujanje mase ili massflow) dugo vremena utvrđivanjepotrebe za N-gnojidbom je isključivala iz grupe kemijskih analiza tla jer jemetodologija bila vrlo nepouzdana Stoga se doziranje dušičnih gnojiva dopojave Nmin metode temeljilo uglavnom na iskustvima višegodišnjih pokusa pričemu se polazilo od najnepovoljnijeg slučaja te unosile vrlo često prevelikekoličine Bilo je i ranije različitih manje-više neuspješnih pokušaja prije svega sbiološkim metodama radi procjene mobilizacijske sposobnosti nekog tla U tusvrhu korištene su različite inkubacijske metode u anaerobnim (za procjenuamonifikacijske) i aerobnim uvjetima (za procjenu nitrifikacijske sposobnosti

347

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

tla) zatim različite mikrobiološke pa i kemijske metode kao što je utvrđivanjelakohidrolizirajućeg dušika odnosno kemijski labavo vezanog dušika koji tijekomvegetacije podliježe mineralizaciji i dr

Nmin metoda polazi od pretpostavke da se utvrđivanjem količine mineralnihoblika dušika prije sjetve za proljetne kulture ili pred busanje za ozima žita možeutvrditi potrebna količina dušika Zbog toga se uzorci tla za Nmin metodu uzimajuiz zone do koje dopire korijenov sustav a metoda uvažava potrebe biljakatijekom vegetacije Slika 1121 prikazuje tipično usvajanje dušika pšenicom iratu mineralizacije organske tvari iz čega je jasno kako je rata mineralizacijeznačajna nakon maksimalnih potreba pšenice za dušikom

Slika 1121 Dnevno usvajanje N ozimom pšenicom i intenzitet mineralizacijeN iz organske tvari (Lowrison 1989)

Pri utvrđivanju potrebe N-prihrane ozime pšenice Nmin metodom pred prvuprihranu uzimaju se uzorci tla do 60 cm dubine Iz svježih uzoraka (štopodrazumijeva čuvanje uzoraka tla u hladnjaku ili kemijsku analizu neposrednonakon uzimanja uzoraka) ekstrahiraju se NH4

+ i NO3- pomoću NaCl KCl CaCl2 ili

posebno nitrati vodom a amonijski dušik u KCl te utvrdi količina mineralnogdušika (Nmin) u ispitivanom sloju tla Budući da su kod pšenice uobičajene dvijeprihrane i to prva prije proljetnog kretanje vegetacije (u busanju) a druga prijenajvećeg porast abiljaka (u početku vlatanja) prva prihrana obavlja se sredinombusanja (ne prerano dok pšenica još miruje) U prvoj prihrani primjenjuje se 23nedostatka dušika potrebnog za ostvarenje ciljnog prinosa (jer korijen nije jošdostigao punu dubinu) a pred drugu prihranu uzima se uzorak s dubine 60-90cm i na temelju ustanovljenog sadržaja Nmin prihrani s 13 N-doze Kompjutorskimodel preporuke prihrane pšenice na temelju Nmin metode (Vukadinović 1993public verzija httpishranabiljacomhr) uzima u obzir sve potrebne parametre

348

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

(sadržaj mineralnih oblika N u tlu vlagu tla vrijeme uzimanja uzoraka iteksturnu klasu tla) za procjenu N-doze kao što se vidi na slici 1122 Metoda jeizmijenjena u odnosu na originalnu jer je eksperimentalno utvrđeno zaagroekološke uvjete istočne Hrvatske otežano usvajanje amonijevog dušika zimite se učinkovitost njegovog usvajanja prilagođava ovisno o teksturi a također sekorigira i potreba N ovisno o fenofazi i sklopu ozimih žita

Zavod za kemiju biologiju i fiziku tlaP R E P O R U K A Z A P R I H R A N U

na temelju Nmin metodeParcela T - 04Broj uzoraka 6 Broj analiza 2 Analiza (12) 1Tekstura tla srednja Kemijska

analizadubina tla (cm)

Fenofaza početak busanja 0 - 30 30 - 60 60 - 90Sklop normalan Vlaga tla () 2280 1990 1870Biljna vrsta pšenica N-NH4 (ppm) 150 083 190

N-NH4 (kgha) 816 433 947Ne više od 50 kg N ha-1 N-NO3 (ppm) 710 530 875

N-NO3 (kgha) 3863 2779 4023

PRIHRANA P l a n i r a n i p r i n o s thakgha 50 55 60 65 70 75 80

Potreba N 430 520 610 700 790 880 970KAN 28 1535 1786 1786 1786 1786 1786 1786AN 335 1283 1493 1493 1493 1493 1493 1493

Slika 1122 Primjer Nmin preporuke za prihranu pšenice

Gnojidba šećerne repe (i drugih proljetnih usjeva) na temelju Nmin metode morauvažiti i količinu mineralnog dušika iz procesa mineralizacije koji je intenzivan utijeku vegetacije šećerne repe (proljećeljeto) za razliku od zimske vegetacijepšenice (vidi poglavlje Makroelementi dušik) Naime kod pšenice se prihranadušikom odvija zimi ili u rano proljeće bez mineralizacije organske tvari tla (slika1121) Stoga ako je ukupna potreba šećerne repe 250 kg N ha-1 procijenjenamineralizacija 80 kg N ha-1 a rezerva mineralnog N utvrđena analizom u proljeće(prije sjetve) 100 kg N ha-1 preostaje da se predsjetveno ili prihranom doda 70kg N ha-1

Primjer N - prihrane pšenice na temelju Nmin metode

Za prirod od 60 t ha-1 zrna pšenice potrebno je 162 kg N ha-1 (60 t ha-1 acute 27 kg Nha-1 vidi tablicu 1110) Nmin metodom je prije prve prihrane (0-60 cm) utvrđenoda u tlu ima 100 kg Nmin ha-1 a prije druge (60-90 cm) 35 kg Nmin ha-1 To znači dau prvoj i drugoj prihrani pšenice treba primijeniti

349

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

( )

( )

-1

-1

21 prihrana 162 - 100 times = 413 kg N ha3

12 prihrana 162 - 35 times = 423 kg N ha

3

Koristeći Nmin metodu s dva uzimanja uzoraka tla u gornjem primjeruprimijenjeno je ukupno prihranama 836 kg N ha-1 ne računajući osnovnugnojidbu Ako se Nmin metoda za utvrđivanje potrebe prihrane pšenice provodisamo uzimanjem uzoraka tla 0-60 cm u busanju tada se utvrđeni manjak od 62kg N podijeli u dvije jednake rate s tim što se u vlatanju može dodati do 30 više od utvrđene količine (bez veće opasnosti od polijeganja pšenice)

Primjer N-prihrane šećerne repe na temelju Nmin metode

Kod šećerne repe ovisno o agroekološkim uvjetima postoji više inačicaprimjene Nmin metode Npr u Nizozemskoj se uzorci tla uzimaju prije sjetve do60 cm dubine i izračunava se potreba za N-gnojidbom prema izrazu

OP minN = 220 - 17 times N

U Belgiji se često rabi izraz

OP indexN = 290 - 15 times N

(gdje Nindex uzima u obzir Nmin do 60 cm dubine koncentraciju humusa uporabuorganskog gnoja sadržaj gline i strukturu tla)

Kako je šećerna repa vrlo senzitivna na manjak ili suvišak dušika u daljnjemtekstu detaljno je opisana procedura za provođenje Nmin metode

Uzimanje uzoraka tla za Nmin za utvrđivanje N-potrebe šećerne repeKako bi se pouzdano utvrdo status dušika šireg područja (npr sirovinskogpodručja neke od šećerana) iskustvo pokazuje kako je prije proljetne primjenedušika potrebno izabrati približno 110 površina predviđenih za sjetvu šećernerepe pazeći da su raspoređeni po cijelom proizvodnom području Nahomogenim parcelama bez obzira na veličinu odrede se dvije lokacije GPS-oma na heterogenim najmanje tri (npr ravno depresija uzvišenje nagib i sl) Nasvakoj lokaciji treba uzeti uzorak tla s dvije dubine (0-30 cm Oslash 25 cm 30-60 cmOslash 20 cm) u krugu promjera 10 m s 3 uboda sondom Sva tri uboda sondom istedubine treba spojiti u jedan uzorak Dakle na homogenim parcelama su dvijelokacije times dvije dubine = 4 uzorka tla za analizu što daje dvije Nmin vrijednosti zaproračun proljetne N-gnojidbe šećerne repe pri čemu je utvrđena i vertikalnaraspodjela Nmin u profilu 0-60 cm U slučaju kad preostane malo vremena dosjetve obje dubine treba spojiti u jedan uzorak te u tom slučaju svakahomogena parcela ima samo dva uzorka tla a nehomogena tri za analizu (ali jetada nepoznata vertikalna distribucija Nmin)

350

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Proračun proljetne N-gnojidbe šećerne repeRezultate analize (ppm) Nmin do 60 cm (veljačaožujak) treba preračunati u N-NO3 i N-NH4 u mg kg-1 svježeg tla (N-NH4 = NH4 times 0778 N-NO3 = NO3 times 0226) azatim u kg N ha-1 zračnosuhog tla te se izračuna potreba N-gnojidbe šećernerepeNiski prinos (lt 55 t ha-1) N kg ha-1 = 170 - Nmin times 175Srednji prinos (56-70 t ha-1) N kg ha-1 = 185 - Nmin times 175Visoki prinos (gt 71 t ha-1) N kg ha-1 = 200 - Nmin times 175

Izračunatu potrebu treba pomnožiti sa 10027 za potrebnu količinu KAN-a

Primjer

Nmin metodom za šećernu repu utvrđeno je 85 kg N ha-1 stoga je za visok prinoskorijena šećerne repe potrebnoKANkgha = (200 - 175 acute 85) acute 10027 = 1898ANkgha = (200 - 175 acute 85) acute 100335 = 1530Izračunata količina N se unosi isključivo u obliku KAN-a ili AN-a (u proljetnoj N-gnojidbi šećerne repe ne treba koristiti ureu zbog negativnog utjecaja natehnološku kakvoću šećerne repe) i tomiddot Kad je utvrđena potreba N manja od 50 kg ha-1 (10-50 N kg ha-1) gnojidbu

treba obaviti ili samo startno ili ostaviti za prihranumiddot Kad je potreba 50-100 N kg ha-1 treba primijeniti 50 N predsjetveno a 50

u startu iili prihranimiddot Kad je potreba veća od 100 N kg ha-1 ~40 treba dati predsjetveno ~30 u

startu (sa sjetvom) i ~30 u prihrani

Za parcele na kojima nije obavljena Nmin analiza tla dušik treba primijeniti uproljeće analogno analiziranim sličnim parcelama (udaljenost tip i plodnost tlatehnologija osnovna gnojidba) Opisana procedura izvrstan je pokazatelj kolikoima mineralnog dušika prije sjetve u zoni 0-60 cm i na kojoj se dubini nalaziNakon jeseni i zime s velikom količinom vodenog taloga mudro je jedan diouzoraka tla za Nmin metodu uzeti s dubine 60-90 cm pa čak i 90-120 cm Naimena plodnim tlima dobre strukture (na kakvim se šećerna repa uglavnom uzgaja)može se očekivati u našoj agroklimatskoj zoni kako će se kapilarnim usponomvode tijekom proljeća mineralni dušik s te dubine premjestiti u zonu korijena

11210 EUF metoda

EUF metoda (elektroultrafiltracija) je metoda (Nemeth 1976) koja se temelji naekstrakciji hraniva iz tla uz pomoć električnog jednosmjernog napona pri čemuse koloidi tla od vodene faze odvajaju pomoću specijalnih membranskih filtera(slika 1123) Aparatura omogućuje ekstrakciju kod različitih napona i

351

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

temperatura a novi mikroprocesorski regulirani EUF ekstraktori održavaju jačinustruje konstantnom pa se može izdvojiti niz dobro definiranih frakcija odnosnoutvrditi neposredno pristupačna količina hraniva kao i mobilne rezerve Omjermobilnih rezervi i hraniva u vodenoj fazi tla reprezentira puferni kapacitet tla iomogućava sagledavanje vremenske dimenzije raspoloživosti hraniva EUFmetodom

Slika 1123 Shema rada EUF aparata

Raspoloživa hraniva EUF metodom ekstrahiraju se standardno u dvije frakcijeuvijek pri istom naponu i struji prva kod 200 V 15 mA i 20 deg C u prvih 30 minutaekstrakcije dok se mobilne rezerve određuju kod 400 V 150 mA i 80 degC unarednih pet minuta Ovom metodom istovremeno se određuje raspoloživost PK N-NO3 N-NH4 mikroelemenata (Fe Mn B Zn Cu aktivne odnosnoselektivno vezujuće gline niskomolekularne frakcije dušika (EUF-Norg) Al itdOrganska niskomolekularna frakcija tla čini prosječno 1-3 ukupnih organskihrezervi tla i budući da samo ona podliježe mineralizaciji zapravo predstavljamobilnu rezervu dušika tla pa omjer između EUF-NorgEUF-NO3 karakteriziraintenzitet mineralizacije dušika odnosno mikrobiološku aktivnost tla

Ekstrakcija EUF metodom obavlja se u vodenoj sredini pa se dvije dobrodefinirane frakcije (sukladno konceptu kemijskog potencijala hraniva prva sesmatra intenzitetom I a druga kvantitet hraniva Q) mogu iskoristiti zaizračunavanje potencijala (pP i pK) čime se uvodi dopunska mogućnost korekcijeraspoloživosti hraniva sukladno zakonitostima međusobnog odnosa iona u tlu

Rezultati EUF analize su vrlo brojni a omjeri frakcija nekih elemenata (QI)međusobno i prema drugim parametrima analize vrlo su indikativni stoga je EUF

352

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

proračun preporuke gnojidbe ratarskih usjeva vrlo složen Zapravo kad se EUFpreporuka gnojidbe obavlja konvencionalno ona je uvijek djelomična odnosnonepotpuna jer je nemoguće bez kompjutora uzeti u obzir sve elemente analize injihove međusobne odnose Stoga je autor programa u suradnji s firmom DEMDTerraampHerba doo Osijek kreirao kompleksnu kompjutorsku aplikaciju(Vukadinović 1993) koja se još uvijek razvija i nakon dulje pauze uvodi uprimjenu na proizvodnom području Tvornice šećera Osijek Princip proračunagnojidbe ovim postupkom prikazuje shema na slici 1124

Slika 1124 Shema proračuna gnojidbe šećerne repe na temelju EUF metode(SVG = selektivno vezujuća glina BTK = broj teksturne klase tlaVukadinović 1993)

Rezultati EUF i drugih potrebnih analiza uzoraka tla (volumna gustoća pHhumus i teksturna klasa tla) čuvaju se u bazi podataka iz koje se preuzimajuprema jednoznačnom kodnom nazivu parcele (uz mogućnost postavljanjalogičnih i matematičkih operatora za razgraničavanje nehomogenosti velikihparcela) Ekstrahirani podaci iz baze se pomoću složenog sustava matematičkihizraza i pomoćnih tablica preračunavaju u preporuku gnojidbe (slika 1126) kojauvažava pogodnost tla za šećernu repu kao i agrotehničke posebnosti te se natemelju toga izračunava doza i vrijeme unošenja pojedinih mineralnih iorganskih gnojiva Preporuka za gnojidbu dušikom za šećernu repu temelji se nakonceptu ciljnog prinosa a dobivena vrijednost se korigira s obzirom nateksturnu klasu tla Norg-Q sadržaj nitrata i očekivanu (potencijalnu)mineralizaciju organske tvari tla (slika 1125)

353

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1125 Mineralizacija dušika ovisno o Norg I + II i Ca-II (Vukadinović2011)

Ukratko gnojidba dušikom šećerne repe uvažava sljedeće parametrea) Prema Neacutemeth i Wiklicky (1982) potreba šećerne repe za 9-10 t ha-1

šećera je ~ 220 kg N pri čemu se 1 mg EUF-NO3 100 g-1 tla vrednuje kao30 kg N ha-1 a 10 mg EUF-Norg 100 g-1 tla kao 50 kg N ha-1

b) Neacutemeth et al (1986) smatraju da EUF-Norg-Q upućuje na potencijalmineralizacije ovisno o drugim uvjetima u tlu (humus Ca pH teksturatla zastupljenost i aktivnost mikroorganizama i dr)

c) Model pomoću Norg-Q korigira ukupne potrebe šećerne repe za dušikomovisno o teksturnoj grupi tla

d) Kod Norg-Q asymp05 potreba za N ovisi direktno o sadržaju nitrata i Norg akad je veći Norg-Q veće je i naknadno dopremanje dušika (Neacutemeth1988)

e) Kasnije je utvrđeno kako 1 mg EUF-NO3 100 g-1 tla znači 30-37 kg N ha-1

(Neacutemeth et al 1991) a da se 1 mg EUF-Norg ne može jednakovrednovati s 50 kg N ha-1 na svim staništima Što je niži ukupan sadržajNorg to je svaki mg Norg vredniji a veća opskrbljenost tla kalcijem dajerezultira s više mineraliziranog dušika

354

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Preporuka za gnojidbu šećerne repe na temelju EUF - metodeParcela KTJ 0895 Ovčara Šiljkovac Vlasnik PPK Kutjevo dd

Uzoraka 23

Prinostha

N P2O5 K2O B Mn CaO StajnjakMineralna gnojidba (kgha) tha

60 209 116 265 35 19455 189 106 243 35 19050 169 96 221 35 18745 149 87 199 35 18440 129 77 177 35 180

Stajski gnoj (tha) + mineralna gnojidba (kgha)50 (1 god) 119 66 161 15 139 20050 (2 god) 144 81 191 20 144 20050 (3 god) 154 87 205 25 146 200

50 (1 god) 69 36 101 00 129 40050 (2 god) 119 66 161 05 139 40050 (3 god) 139 78 189 15 143 400

Fizikalno - kemijske EUF analize makroTip tla Pseudoglej obron

Analiza20degC200V 80degC400V Suma C

20degC+80degQ C

80degC20degTekstura Glinasta ilovača mg100g

VM + BTK 164 8 N - org 129 043 172 033pH HOH 625 N - NO3 106 036 142 034pH KCl 523 P 115 062 177 054Humus 147 K 836 304 1140 036Sel vez glina 1601 Ca 1659 979 2638 059

Mg 261 107 367 041

Osn gnojidba (kgha) gnojiva za prinos60 tha korijena

Na 230 035 265 015B

7 - 20 - 30 589 Fe 105Urea 51 50 N Mn 116P2O5 - 41 Višak Zn 119 Relativna pogodnost tla

za šećernu repuCuKAN 27 239 Al slabo pogodno (384 )

Mineralna gnojiva + stajnjaku 1 god primjene s 40 thaza prinos 60 tha korijena

Potencijal P i KpK 19098pP 62777

7 - 20 - 30 189Urea - 106 NEP2O5 - 21 VišakKAN 27 54

Slika 1126 Preporuka za gnojidbu šećerne repe na temelju EUF ndash metode(Vukadinović 1993)

355

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Proračun za gnojidbu fosforom i kalijem također se temelji na konceptu ciljnogprinosa ali je korekcija dobivenih vrijednosti s obzirom na velike razlike ukemijskim svojstvima tih dvaju elementa ishrane i specifičnim ponašanjem u tlubitno drugačija Kod preporuke za fosfor početna vrijednost (odnošenje ciljnimprinosom) korigira se prvo trodimenzionalnom funkcijom raspoloživosti fosforakoja uzima u obzir obje frakcije fosfora i pH-vrijednost zatim se korigira obziromna izmjenljivi pH tla sadržaj selektivno vezujuće gline i konačno premapotencijalu fosfora koji uzima u obzir pored P i intenzitet Ca i Mg Temeljniprincipi EUF utvrđivanja potrebe šećerne repe za fosforom jesu

a) Prema Wiklickom (1982) 15 mg P 100 g-1 tla podmiruje potrebešećerne repe dok Britton (1988) smatra dovoljnim 07-12 mg EUF-P-I

b) Topljivost i mobilizacija fosfata prema Taha et al (1982) ovisi pored pHtla još i o teksturi tla (uglavnom glini) i karbonatima

c) Prema Neacutemethu (1976) glina značajno utječe na pristupačnost P te kadmu je sadržaj lt 14 mg P 100 g-1 tla primjenjuje se korekcija na temeljusadržaja gline

d) Najvažniji čimbenik pristupačnosti fosfora je pH te je u modeludefinirana njegova raspoloživost polinomijalnom funkcijom kojapovezuje ukupni EUF-P njegove frakcije i pH u KCl-u

e) U model je uključena i korekcija pomoću potencijala fosfora (pP) jer jeutvrđeno da se dva tla kod jednake količine ekstrahiranog fosfora ipakrazlikuju prema njegovoj pristupačnosti Korekcijski faktor na temeljupotencijala fosfora uzima u obzir utjecaj aktiviteta iona H+ Ca2+ i Mg2+ napristupačnost fosfora u tlu i to u rasponu pP od 55 do 65 a faktorkorekcije je najviše plusmn 25 (075-125)

Osnovna preporuka gnojidbe kalijem korigira se prvo trodimenzionalnomfunkcijom koja uzima u obzir obje EUF frakcije kalija i sadržaj selektivno vezujućegline zatim se korigira uz pomoć tabličnih vrijednosti prema teksturnoj klasi tla ikonačno korigira ovisno o potencijalu K Kalij je neobično važan zaugljikohidratne biljke stoga kod šećerne repe može kompenzirati pojačanugnojidbu dušikom kako bi se ostvario visok prinos korijena dobre tehnološkekakvoće Temeljna načela EUF utvrđivanja potrebe šećerne repe za kalijem su

a) K-gnojidba polazi od ukupne potrebe koja se umanjuje za sadržajpristupačnog K definiran polinomijalnom funkcijom koja uzima objefrakcije EUF-K i sadržaj selektivno vezujućih glinenih minerala

b) Na srednje teškim tlima (glina 10-24 Orlovius 1987) uz K-Q = 04-05optimalan sadržaj K-I iznosi 8-17 mg 100 g-1 tla (15 mg K 100 g-1

podmiruje potpuno potrebe šećerne repe)c) Pristupačnost K korigira se prema teksturi tla tako da je faktor korekcije

za srednje teška tla (BTK = 8) jednak 1 stoga je za teža tla veća a nalakšim tlima niža preporuka K-gnojidbe

d) Na usvajanje K značajno utječe Ca (Ehrenbergov zakon) što se temelji napotencijalu kalija (pK) Intenzitet odgovara EUF-I a kvantitet EUF-II

356

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

frakciji pa je otuda QI puferni kapacitet pojedinog hraniva (vremenskadimenzija opskrbe hranivima)

Potreba za kalcizacijom kiselih tala predviđenih za uzgoj šećerne repe (kad jepH(KCl) lt 6) temelji se na potrebi planiranog prinosa korigiranog zaraspoloživost kalcija koja ovisi o sadržaju obje frakcije kalcija i njihove funkcijskeveze sadržaju selektivno vezujuće gline u tlu i učinkovitosti materijala koji sekoristi za kalcizaciju Kalcizacija se u opisanom modelu proračuna gnojidbeshvaća kao gnojidba kalcijem te je dimenzionirana s učinkom na 2-3 godine jerje neekonomično primjenjivati manje količine svake godine a veće dovode doproblema s raspoloživosti fosfora i mikroelemenata te znatno ubrzavajurazlaganje odnosno smanjivanje organske tvari tla Kad se u EUF ekstraktuodređuje i aluminij tada se za jako kisela tla (pH lt 5) primjenjuje posebanproračun kalcizacije koji uzima u obzir pored navedenih parametara ikoncentraciju Fe Mn i Al Vrlo kisela tla (koja imaju lt 65 baza na KIK-u) netreba koristiti za uzgoj šećerne repe ili lucerne

11211 Suvremene nedestruktivne (senzorske metode) utvrđivanja potrebeu gnojidbi

SPAD - Meter (ili N - tester)

Prijenosni mali uređaji za utvrđivanje boje usjeva (koja najviše ovisi okoncentraciji klorofila) sve se češće koriste posebice za prihranu usjeva (slika1127) Funkcioniraju tako da unutarnji izvor zračenja emitira svjetlo kroz list imjeri njegovu apsorpciju u crvenom (650 nm) i infracrvenom (920 nm) dijeluspektra Za vjerodostojno utvrđivanje potrebno je mjerenje 30-ak listova arezultati se uspoređuju s dijelom usjeva istog genotipa gdje je obavljenagnojidba dušikom potrebna za postizanje visokog prinosa

Slika 1127 SPAD Meter ili klorofilometar

357

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Budući da koncentracija klorofila lišća znatno varira unutar usjeva (po površiniparcele i vertikalno kroz profil usjeva) treba mjeriti na sredini najmlađih alipotpuno razvijenih listova (~23 maksimalne veličine odnosno fiziološkinajaktivnijih listova) Preračunavanje u koncentraciju klorofila obavlja seindirektno putem tablica i taj je podatak u čvrstoj korelaciji s opskrbom usjevadušikom odnosno lako se prevodi u potrebu gnojidbe dušikom

LAI analizatori

LAI analizatori omogućuju utvrđivanje indeksa lisne površine (LAI = Leaf AreaIndex = m2 lista po m2 površine tla) bez uništavanja biljaka Uglavnom se koristemetode mjerenja prolaska svjetla kroz usjev i na temelju pada intenzitetasvjetlosti na tlu koje ovisi o površini i slojevitosti lišća (slika 1128) Naravnopostoji više različitih tehnika s jednim ili više senzora pa procjena LAI može bitisamo orijentacijska što je uglavnom dovoljno pouzdano za utvrđivanje potrebeN-prihrane Za usjeve koji se siju s većim razmakom između redova (nprkukuruz krumpir šećerna repa) potrebno je obaviti više mjerenja za dobivanjeprosječne vrijednosti LAI ali je važna i pozicija senzora (između i unutar redova)kao i njihov tip (optički mehanički kombinirani i dr)

Kada se koristi više senzora i uz dovoljan broj ponavljanja te uzima u obzirarhitektura usjeva iili kultivara i sklopa podaci za LAI su relativno točni te setada rezultati mjerenja mogu koristiti i za druge potrebe npr utvrđivanjebiomase usjeva utjecaja tipa obrade zaštite sortne specifičnosti i dr na porastusjevaPrimjena LAI analizatora ograničena je na primjenu kod difuznog zračenja (bezizravnog djelovanja sunčeve svjetlosti) ujutro i navečer ili za oblačnog vremena isamo kad su usjevi suhi (kapi kiše na senzorima mogu jako utjecati na mjernaočitanja)

Slika 1128 Crop meter (Ehlert Dammerand Voelker ATB 2003)

358

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Mjerenje refleksije usjeva

Refleksija usjeva u određenom dijelu spektra lako se može utvrditi uređajimakoji su smješteni visoko na traktoru koji obavlja N-prihranu usjeva i na taj načinovisno o boji usjeva može se regulirati doza N-gnojiva Mjerenje refleksijeusjeva obično se obavlja u plavom (400-700 nm) iili crvenom (600-700 nm)dijelu spektra u kojem se apsorbira najveći dio FAR (fotosintetski aktivneradijacije Sunca) Kako biljke slabo apsorbiraju zeleni dio spektra refleksija utom segmentu spektra odgovorna je za zelenu boju usjeva

Budući da raspoloživost dušika pokazuje čvrstu korelaciju s bojom refleksijavidljivog dijela svjetlosti može se vrlo dobro iskoristiti za N-prihranu jer su razlikeu refleksiji posljedica heterogenosti u boji i biomasi usjeva Naime veća biomasaintenzivnije reflektira u crvenom i bliskom infracrvenom dijelu spektra Primjenauređaja za mjerenje refleksije usjeva ekonomski i ekološki je vrlo zanimljiva jerse doza N-gnojiva za prihranu utvrđuje na temelju boje usjeva odnosnonjegovoj potrebi za dušikom uvažava se količina biomase u određenoj fenofaziodnosno njegova sposobnost usvajanja dušika (kapacitet sinka) i ne daje suvišedušika (čime je uvažen ekološki aspekt N-prihrane) na dijelovima površine gdjeto nije potrebno Naravno softver za regulaciju doze N mora biti sofisticiranodnosno mora pravilno donositi odluku o dozi na dijelovima usjeva čija jebiomasa znatno ispod prosjeka u određenoj fenofazi jer intenzivnija N-prihranatada neće rezultirati očekivanim povećanjem prinosa odnosno prirast će biti nižiod ulaganja u gnojidbu a ekološko opterećenje nepotrebno visoko

Mjerenje fluorescencije usjeva

Tehnika mjerenja fluoroscencije usjeva (slika 1129) slično mjerenju refleksijeutvrđuje stanje ishranjenosti usjeva dušikom indirektnim i nedestruktivnimmjerenjem koncentracije fotosintetskih biljnih pigmenata uglavnom klorofila

Metoda se inače intenzivno koristi u biljnoj fiziologiji posebice istraživanjimafotosinteze i u otkrivanju stresa Usjev se osvjetljava laserom koji inducirafluorescenciju klorofila (fluorescencija je emitiranje viška energije u oblikusvjetlosti kada se elektron brzo vraća iz pobuđenog stanja tzv singleta dok jefosforescencija pojava kada se elektron zadrži izvjesno vrijeme na višojenergetskoj razini a zatim se vraća u osnovno stanje emitirajući svjetlost) te sena taj način može utvrditi koncentracija klorofila odnosno dušika ali i biomasausjeva i to u terenskim uvjetima

359

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1129 Mjerenje fluorescencije laserskim uređajem MiniVeg N(Fritzmeier Umwelttechnik GmbH amp Co KG)

Mjerenje prinosa

Sustavi za kontinuirano mjerenje prinosa instalirani na uređajima za berbu (slika1130) i snabdjeveni GPS-om za povezivanje lokacije na parceli s prinosom vrlodobro mogu poslužiti za utvrđivanje potrebe u gnojidbi posebice za kalibracijumetoda za utvrđivanje pojedinih svojstava tla npr raspoloživost hraniva sadržajorganske tvari u tlu pH i drUređaji za kontinuirano mjerenje prinosa obuhvaćajumiddot Senzore za utvrđivanje protoka masemiddot Senzore radnog učinka (brzine radnog zahvata i dr)middot Senzor za detekciju pozicije (uobičajeno DGPS)middot Računalo za obradu praćenje i pohranu podatakamiddot Sučelje za prijenos podataka na računalo koje povezuje agrokemijsku kartu

parcele s podacima o žetvi (ubiranju prinosa) odnosno na računalo zaprostornu analizu prinosa i kartiranje (GIS)

Senzori za mjerenje prinosa (senzori prinosa) rade na principu kontinuiranogprotoka i instalirani su najčešće na elevatoru očišćenog zrna Princip rada tihuređaja je različit za mjerenje prinosa zrna i mase silaže iili krmne mase Takouređaji za mjerenje prinosa zrna mjere kontinuirano njegovu zapreminu (uzpomoć specifične mase ili gustoće - hektolitra) Mjerenje prinosa silaže krmnemase ili korijena koristi drugačiji princip kontinuiranog registriranja prinosa

Na temelju kontinuiranog mjerenja prinosa georeferencirani podaci vizualizirajuse GIS alatima kao karte prinosa za pojedinu parcelu dodaju slojeviproduktivnih svojstava tla topografija i dr i dobije detaljan uvid u razlogevarijacije prinosa Uobičajeno to su tzv grid karte (mrežni sustav ćelijarazličite boje ovisno o visini prinosa) slika 1131

360

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 1130 Komponente kontinuiranog utvrđivanja prinosa na uređaju zažetvu

Slika 1131 Karta prinosa (grid) i njena interpolacija (kriging)

Određivanje produktivnih svojstava tla beskontaktnim tehnikama

Brzim razvojem različitih beskontaktnih senzora za daljinska mjerenja(Remote sensing) (slika 1132) moguće je determinirati produktivna svojstvatla kao i stanje usjeva (i prirodne vegetacije) dovoljno točno za utvrđivanje nesamo potrebe u gnojidbi već i potrebu za popravkama (humizacija kalcizacijasulfatizacija i dr) odnosno procjenu pogodnosti zemljišta kao univerzalnognačina interpretacije zemljišta u različite svrhe npr pogodnost zemljišta za

361

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

uzgoj pojedinih kultura (rajonizacija) navodnjavanje odvodnja agromelioracije idr

Slika 1132 Shematski prikaz daljinskih mjerenja uz vizualizaciju GIS-om

Daljinsko istraživanje je metoda prikupljanja i interpretacija informacija oudaljenim objektima bez fizičkog dodira s objektom Zrakoplovi sateliti isvemirske sonde su uobičajene platforme za ovu vrstu opažanja Termindaljinsko istraživanje (daljinsko mjerenje) je obično ograničen na metode kojerabe elektromagnetsku energiju kao sredstvo za otkrivanje i mjerenje svojstavaobjekata Takva definicija uključuje električno-magnetsko indukcijska (EMI) igravitacijska mjerenja (snaga polja) te općenito obuhvaćaju upotrebu različitihvrsta snimaka fotografskih termalnih radarskih itd

Slika 1133 Mjerenje električnog konduktiviteta (EC) tla

Za utvrđivanje pojedinih svojstava koriste se različite EMI tehnike(elektromagnetna indukcija slika 1133) spektralna analiza u vidljivom iinfracrvenom dijelu spektra kao i druge vrste senzora (slika 1134) Za

362

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

utvrđivanje teksture tla i sadržaja organske tvari najčešće se koriste tehnikeinfracrvene spektroskopije

Slika 1134 Vrste geofizikalnih senzora za kartiranje tla

Primjena beskontaktnih tehnika sve je češća u tzv preciznoj poljoprivredi(precision farming ili precision agriculture) i podijeljena je grubo na

1) Sustavi temeljeni na kartama koji koriste satelitsku navigaciju kao što suGPS (ili druge sustave pozicioniranja ruski GLONASS koji je većoperativan europski Galileo kineski Beidou japanski QZSS i indijskiIRNSS) Ovi sustavi uključujua) Pozicioniranje (senzori za detekciju)b) Kontinuirano mjerenje prinosa (senzori za detekciju prinosa i

svojstava tla)c) Softver za kartiranje id) Softver za primjenu karata prinosa i zemljišnih svojstava (koji mora

biti izvršan na terenu prilikom gnojidbe sjetve i drugihagrotehničkih operacija)

2) Sustavi u stvarnom vremenu koji koriste aktualne informacije o tlu iparametrima usjeva (slika 1135) Oni ne zahtijevaju pozicioniranje ilikartiranje osim za izradu izvještaja (zapis akcije na karti parcele) akoriste se npr kod N-prihrane na temelju mjerenja boje (klorofila)količine biomase usjeva primjene herbicida uz prepoznavanje korova uusjevu i sl

363

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

3) Sustavi u stvarnom vremenu s primjenom karata koji kombinirajumogućnosti karata i sustava u stvarnom vremenu Ovi sustavi koristerazličite karte (prinosa agrokemijske karte raspoloživosti hraniva idrugih svojstava tla) kombinirajući ih s primjenom senzora u realnomvremenu za utvrđivanje uzrasta biljaka vlažnosti tla zakorovljenosti i slBudući da takvi sustavi zahtijevaju sve komponente prethodnih dvajusustava vrlo su složeni i zahtijevaju računala koja obrađuju potrebneinformacije u realnom vremenu ali zato omogućuju optimizaciju naterenu posebno u primjeni gnojiva i pesticida

Slika 1135 Princip rada beskontaktnog sustava u stvarnom vremenu

113 PRIMJENA RAČUNALA U SIMULACIJI PRIMARNE ORGANSKEPRODUKCIJE

Smatra se da će ključnu ulogu u povećanju proizvodnje hrane imati biološkediscipline i dvije tehnologije biotehnologija i informacijska tehnologija Računaladanas imaju status koji pripada svakodnevnim i uobičajenim alatima tako da sečesto govori o informatičkom društvu Ipak primjena računala je tek napočetku u većem broju oblasti ljudske djelatnosti i ne donosi uvijek očekivanenapretke i poboljšanja Čini se da je najveća prepreka u uspješnom korištenjukompjutora prisutnost ogromnog broja informacija uz neadekvatnu programskupodršku za njihovu sintezu u novu kakvoću odnosno primjenjivo znanje aličesto i niska ili nikakva informatička obučenost potencijalnih korisnika

Eksponencijalni razvoj računalne tehnike pretpostavka je tehničke i tehnološkerevolucije u svim oblastima života i rada Prisutno mišljenje da informatičkaznanost pripada samo nekim oblastima ljudske djelatnosti i užoj grupiprofesionalaca je pogrešno i mistificira ulogu elektroničkih računala teobjektivno koči njihovu široku primjenu Suvremena poljoprivreda ima velikemogućnosti primjene računala u oblasti ratarske proizvodnje jer prisutnost

364

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

velikog broja informacija o klimatskim zemljišnim biološkim genetskim idrugim čimbenicima primarne organske produkcije nužno zahtijeva njihovuuporabu

1131 Matematičko modeliranje rasta i razvoja usjeva

Matematičkim metodama može se precizno i jednoznačno opisati svaki poznatisustav uključujući i procese u živom organizmu Danas je moguće prikupiti ikoristiti ogroman broj podataka za sve okolnosti u kojima se odvija ratarskaproizvodnja proučavati brojne međusobne odnose i simulirati različite situacijeuz pomoć računala pa se zahvaljujući brzini i preciznosti uspješno rješavaju i vrlosloženi problemi

Pojam model (matematički model) označava matematičkim jezikom opisansustav Sukladno toj pojednostavljenoj definiciji kako rast i razvitak svakog živogorganizma uključuju etape razvitka tako se i matematički model sastoji izsubmodela koji opisuju konkretne procese Modeli nisu nužno matematički(apstraktni) već mogu biti i realni (fizički) kada se želi provjeriti stvarnofunkcioniranje konkretnog sustava Na primjer uzgoj biljaka u nadziranimuvjetima predstavlja simulaciju djelovanja nekog stvarnog čimbenikaproizvodnje određenim intenzitetom ili u interakciji s drugim čimbenicima

Matematički model implementiran na kompjutoru u nekom od programskihjezika predstavlja računarski pokus a kompjutorsko izvođenje takvog pokusaoznačava se pojmom računarska simulacija Simulacijski modeli sadržeuglavnom poznate zakonitosti ali u kompleksnim modelima s nepoznatim ilinepredvidljivim događajima često prevladava empirijska osnova s elementimateorije vjerojatnoće Formalni matematički opis modela se uz pomoć algoritma(simboličkog toka procesa) implementira kao kompjutorski program Uprirodnim znanostima računarski modeli čine most između pokusnog i teorijskogistraživanja Posebno značenje imaju simulacijske tehnike u projektiranjurazličitih tehničkih sustava kao što su kompjutorski programi tipa CAMCAD

Kompjutorski model-sustavi omogućuju proučavanje i analizu stvarnih biološkihprodukcijskih sustava u ratarstvu za sve vrijednosti parametara uz mogućnost dase na temelju boljeg poznavanja čimbenika proizvodnje ali i prognoze okretanju vegetacije utvrde i pravovremeno primijene odgovarajućeagrotehničke mjere (prvenstveno iz područja zaštite i gnojidbe) To je ipretpostavka kvalitativnog skoka u proizvodnji hrane uz istovremenu zaštituokoliša kroz racionalnu primjenu gnojiva pesticida i efikasnije korištenjepoljoprivredne mehanizacije

Biološke sustave karakterizira visoka složenost pa kvantitativno određivanje usmislu analize organske produkcije zahtijeva visoko sofisticiran kompjutorski

365

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

model On mora sadržavati dinamičan opis svih relevantnih čimbenika rasta irazvoja njihove izravne i neizravne interakcije i simulirati širi sustav biljka-tlo-atmosfera prema osnovnim fizikalnim kemijskim i biološkimzakonima Budući da analizu svih mogućih produkcijskih situacija nije mogućeostvariti pojednostavljivanje modela korištenjem samo aktualnih performansibiološkog sustava je kompromis između potpune vjernosti i neophodnejednostavnosti

Posebnu grupu računarskih modela od kojih je već jedan dio u komercijalnojuporabi čine takozvani prognozni modeli Na temelju praćenja meteorološkesituacije prognozira se tijek vegetacije pojedinih biljnih vrsta i određuje ovisno oetapi razvitka i klimatskih prilika potreba za gnojidbom zaštitom od bolesti ilištetnika navodnjavanjem itd Pojedini modeli naročito u oblasti navodnjavanjafertirigacije i kemigacije mogu biti samostalni sustavi kada su povezani sautomatskim meteorološkim postajama tenziometrima i drugim mjernimaparatima te tada reguliraju neovisno o prisustvu čovjeka pojedineagrotehničke zahvate Preciznost kompjutorskih modela u eksploataciji jošuvijek nije zadovoljavajuća Npr pogreške pri utvrđivanju potrebe za dušičnomprihranom kreću se u granicama plusmn 20 kg ha-1 dok se pojave bolesti i štetnikaprognoziraju s oko 80 točnosti

Primjer simulacije organske produkcije biljaka

Na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Vladimir Vukadinović eksperimentira sprimjenom vlastitih kompjutorskih programa za simulaciju organske produkcijepšenice kukuruza šećerne repe i soje s ciljem sveobuhvatne analize utjecajaagroekoloških čimbenika na tijek vegetacije prognoze rasta i razvitka procjenepotencijala rodnosti te utvrđivanja potrebe za gnojidbom i prihranom pojedinihusjeva U daljnjem tekstu opisan je kompjutorski program za simulaciju organskeprodukcije iz kojeg se vidi utjecaj i međusobna povezanost najznačajnijihagroekoloških čimbenika s rastom i razvitkom ozime pšenice Konceptračunalnog programa simulacije primarne produkcije usjeva temelji se naistraživanjima Driessena (1986)

Modularna struktura modela sadrži više submodela u hijerarhijskom nizu (slika1136) Najviše mjesto u hijerarhiji zauzima iskorištenje Sunčeve radijacijetemperatura i svojstva fotosintetskog aparata te simulacija u tom submodeludaje potencijalnu produktivnost Druga razina se odnosi na mogućnostkorištenja vode iz tla u kojem se uspoređuje aktualna opskrbljenost soptimalnom Pad raspoloživosti vode ili njen suvišak preko koeficijenta za vodupovratno djeluje na višu razinu modela Submodel kojim se izračunava potrebaza dušičnom prihranom je tek treća razina u hijerarhijskoj strukturi

366

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

kompjutorskog modela ali je od prvorazrednog značaja s gledišta primjeneagrotehnike i mogućnosti utjecaja na tijek vegetacije

Slika 1136 Model organske produkcije s vremenskim inkrementom(Vukadinović Sarić 1990) i podmodelima u hijerarhijskojstrukturi

Osnovno svojstvo sustava biljka-tlo-atmosfera je promjena u vremenuRazmatrajući samo aktualne performanse tog složenog sustava varijable kao

367

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

njegova mjerljiva svojstva smatraju se konstantama u kratkom vremenskomrazmaku i zatim iznova prilagođavaju svoje vrijednosti

Rast biljaka utvrđuje se na temelju sume aktivne temperature pri čemu suma od2100 oC odgovara završetku vegetacije ozime pšenice Ovisno o stadijuodređuje se translokacija asimilata prema tablici 1113 za pšenicu

Tablica 1113 Raspodjela fotosintata kod pšenice u ovisnosti o sumi aktivnetemperature ()

Biljniorgan

Suma aktivne temperature u lt 11 11 - 20 21 - 35 36 - 47 48 - 50 gt 57

Korijen 50 34 23 9 4 -List 50 66 66 34 10 -Vlat - - 11 57 86 -Zrno - - - - - 100

Unošenje podataka obuhvaća unos sustavnih konstanti i intervalnih varijabli Zasimulaciju su potrebni sljedeći podaci datum sjetve datum nicanja količinazasijanog sjemena po ha masa 1000 zrna poljska klijavost planirani prirodindikativna početna temperatura (0 oC) zatim sortno ovisne varijable kao što sukoeficijent ekstinkcije lista (05-08) i specifična lisna površina vlaga tla u sjetviteksturna klasa tla vlaga tla kod trajnog uvenuća vlaga tla u zrakosuhom stanjui razina podzemne vode u sjetvi a od intervalnih varijabli datum prosječnatemperatura oblačnost (0-1) i količina padalina u promatranom intervalu

Slika 1137 Alokacija asimilata u biljne organe soje tijekom vegetacije

Procesna temperatura (prosječna iznad indikativne) koristi se za izračunavanjekoeficijenta temperature (cft) Ako je procesna temperatura za pšenicu 0 oCvegetacija miruje od 0 do 15 oC cft raste za svaki stupanj 0067 od 15 do 25 oCcft je 100 (optimalno) i od 25-35 oC cft je 35 - 01 acute procesna temperatura

368

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Iznad 35 oC temperatura je previsoka što izaziva prijevremeni završetakvegetacije (slika 1138)

Koeficijent lista (cfl) određuje njegovu fotosintetsku sposobnost Izračunava sepreko indeksa lisnatosti (LAI) dakle veličine asimilacijskog aparata i koeficijentaekstinkcije (ke) odnosno sposobnosti lišća da apsorbira fotosintetski aktivnuradijaciju

cfl = 1 - exp(-ke times LAI)

Indeks lisnatosti (LAI) izračuna se iz suhe tvari lišća i specifične lisne površinekoja je sortno svojstvo ali vremenski promjenjivo i pod utjecajem gnojidbe prijesvega dušikom (SLA = površina lista u m2 kg-1 njegove suhe tvari)

-1LAI = ST lista kg ha times SLA times 00001

Koeficijent vode (cfv) izračunava se u posebnom submodelu i opisuje se kasnije

Intenzitet asimilacije (IA) izračunava se na temelju energetskih vrijednostiSunčeve radijacije za 45o sjeverne geografske širine (slika 1139) preračunatih uindikativnu veličinu kg CO2 ha-1 dan-1 za C3 ili C4 tip fotosinteze pri punojosvijetljenosti (SV) odnosno oblačnom danu (SO) uzimajući u obzir stupanjnaoblake (OS = 0 - 1)

( )A S O S VI = O times S + 1 - O times S

Potencijalna asimilacija (PA) jednaka je

A 2 230 30

PA = times I times cfl times cft times cfv gdje je = CH OCO44 44

aelig oumlccedil divideegrave oslash

Slika 1138 Intenzitet fotosinteze i disanja u odnosu na temperaturu Netofotosinteza (prirast organske tvari - siva površina) je razlikafotosinteze i disanja (Larcher 1994)

369

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Za izračunavanje neto fotosinteze potrebno je poznavati intenzitet disanjapojedinih organa i ukupno

( ) ( )disanje = cft times r org times s orgeacute ugraveeuml ucircaring

gdje je r(org) indikativna respiracija organa (list korijen vlat i zrno) u kg (CH2O)n

ha-1 dan-1 a s(org) trenutna masa tog organa u kg ha-1 ST

Neto fotosinteza je razlika između potencijalne asimilacije i disanja (prirastorganske tvari) pri čemu se smatra da je kod pšenice učinkovitost konverzije zakorijen i list 72 vlat 69 a zrno 73 Na taj način dobiva se prirast organsketvari pojedinih organa i cijele biljke

Rezultati se čuvaju radi kasnijeg tiskanja i eventualne statističke obrade uzimajuse podaci za slijedeći interval izračunava duljina vegetacije u danima i duljinaintervala ovisno o datumu promatranja te se ciklus ponavlja sve dok razvojnistadij nije ge 100 odnosno do kraja vegetacije

Evapotranspiracija se izračunava prema Turcu

( ) ( )t

ETO = 013 times Ig + 05 timest +15

aelig oumlccedil divideccedil divideegrave oslash

(1)

ETO = evapotranspiracija mm po intervaluIg = ukupna radijacija cal cm-2 dan-1

t = prosječna temperatura intervala

Slika 1139 Indikativna asimilacija za vedrog i potpuno oblačnog dana (u kgCO2 ha-1 dan-1)

Turcova formula pored Blaney - Crieddleove najčešće se koristi u poljoprivrediiako bi s biološkog gledišta više odgovarala formula ETP = fr acute Ec + (1 - fr) acute Es

370

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

gdje je fr pokrivenost tla usjevom Es evaporacija golog tla i Ec transpiracijajedinice tla pod usjevom u mm dan-1 Mali problem je što ovakva formulazahtijeva prethodno poznavanje Es i početne vrijednosti Ec Evaporacija(isparavanje vode s površine tla) u proizvodnim uvjetima čini oko 20-30 evapotranspiracije

U daljnjem tekstu predstavljen je matematički submodel kompjutorskesimulacije raspoloživosti vode koji uzima u obzir klimatske zemljišne i biljnečimbenike

Potencijalna (najveća moguća) evaporacija je

EMT = ETO times exp(-004 times LAI) (2)

Zadržavanje i otjecanje vode kod obilnih padalina na površini tla ovvisi o nagibuterena načinu obrade intenzitetu infiltracije pokrivenosti tla usjevom itddakle velikom broju parametara koje je teško dinamički pratiti stoga je u ovommodelu izostavljeno iako se računaju potencijalna (6) i stvarna infiltracija (7)zbog procjene promjene vlažnosti tla (20)

Kapilarni uspon vode od razine podzemne vode do donje granice korijenovogsustava računa se samo pod uvjetom da je potencijal vode u tlu (PSI) veći odrazlike dubine podzemne vode (ZT) i donje granice korijenovog sustava (RD) teda je potencijal vode manji od granice teksturno - specifičnog upijanja teksturneklase promatranog tla (tablica 1114)

KO times (exp(-ALFA times PSI) - exp(-ALFA times ZT - RD)))CR =

exp(-ALFA times ZT - RD)) - 1(4)

CR = kapilarni uspon vode do korijena u cm dan-1

KO = hidraulička provodljivost saturiranog tla (tablica 1114)ALFA = teksturno empirijska konstanta tla (tablica 1114)ZT = razina podzemne vode u cmRD = trenutna dubina korijenovog sustava u cmPSI = negativan tlak vode ili tenzija vlažnosti (1 bar = 15 PSI)

Kapilarni uspon (CR) može se uzimati i iz posebnih tablica za svaku teksturnuklasu tla kada je poznat PSI i razina podzemne vode

Stvarna evaporacija koja je potrebna za izračunavanje infiltracije izraz (7) dobijese formulom

( )( )SMPSI - SMAD

EAT = EMT timesSMO - SMAD

(5)

EAT = izgubljena voda evaporacijom u cm dan-1

SMAD = vlaga zrakosuhog tla (kod pF = 6 u cm3 cm-3) i tipično je između 001 - 004

371

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1140 Dinamika vode u pojednostavljenom sustavu atmosfera-tlo-biljka (Driessen 1986)

CR = kapilarni usponRD = dubina korijenaZDt = dubina podzemne vodeIN = infiltracijaPerc = perkolacijaSR = površinski runoffSst = površinska akumulacijaEs = evaporacijaIe = efektivna irigacijaTa = aktualna transpiracija

Tablica 1114 Teksturno specifične konstante tala (Driessen 1986)

Teksturni razred tla SMO GAM KO PSIMAX AK ALFA SO KTRGrubi pijesak 0395 01000 11200 80 008 0244 5016 11923Ilovasti pijesak 0439 00330 265 200 1640 00398 1920 3033Fini pijesak 0364 00288 500 175 1090 00500 2144 1780Fini praškasti pijesak 0504 00207 120 300 2650 00248 1757 936Praškasta ilovača 0509 00185 65 300 4730 00200 1446 532Ilovača 0503 00180 50 300 1440 00231 1173 397Prašk glin ilovača 0455 00169 145 130 2260 00490 1305 888Pjeskovita glina 0432 00096 235 200 3360 00353 1905 1651Praškasta glina 0475 00105 15 300 3600 00248 615 118Glinasta ilovača 0445 00058 10 300 169 00248 470 076Laka glina 0453 00085 35 300 277 00274 1074 266Ilovasta glina 0507 00065 13 50 2820 00480 398 080Teška glina 0540 00042 02 80 486 00380 193 015Treset 0863 00112 53 50 682 01045 744 186

372

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

05SMPSIIMMAX times Dt = SO times (1 - ) times Dt + KTR times DtSMO

(6)

Potencijalna (IMMAX) i stvarna (IM) infiltracija vode u tlo izračunaju se nasljedeći način

IM = PREC - EAT (7)IM = stvarna infiltracija u cm dan-1

KTR = hidraulička propustljivost provodljive zone tla (tablica 1114)PREC = količina oborina u cm dan-1

Kada je poznata veličina infiltracije moguće je izračunati provodljivost tla kodtrenutnog potencijala vode

Ako je PSI gt PSIMAX tada je KPSI = AK acute PSI-14 (8)

U suprotnom slučaju koriste se tablične vrijednosti za svaku teksturnu klasu tlaposebice

KPSI = konduktivitet kod matriks PSI cm dan-1

AK = teksturno specifična konstanta (tablica 1114)

Konačno je moguće izračunati gubitak vode infiltracijom kroz solum dopodzemne vode

( )PSI

D = KPSI times - 1ZT - RD

aelig oumlccedil divideegrave oslash

(9)

D = gubitak vode perkolacijom do podzemne vode u cm dan-1

Proračun promjene razine podzemne vode temelji se na sada poznatimvrijednostima CR (4) i D (9)

ZT = ZT + DELTZ (10)

( ) ( )Dt

DELTZ = 2 times CR + D timesSMO - SMPSI

(11)

Budući da je parametar opskrbljenosti vodom omjer između aktualne ioptimalne vlage onda se može predstaviti omjerom stvarne i potencijalnetranspiracije odnosno transpiracije kod pune raspoloživosti vode (slika 1141)Potencijalna (12) i stvarna transpiracija (13) obično se predstavljaju sljedećimizrazima

( )-1cm danTRM = (ETO - 01 times EMT) times cfl (12)

( )-1

list biljkacm dan

biljka

PSI - PSITR =

R(13)

373

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

cfl = korekturni parametar asimilacijske površine iz glavnog programaRbiljka = otpor kretanju vode kroz biljku

Kritičan sadržaj vode u tlu odgovara vlažnosti tla ispod koje je stvarnatranspiracija manja od najviše moguće (TR lt TRM)

( ) ( )SMCR = 1 - P times SMO - SMPWP + SMPWP (14)

P je indikator iscrpljenosti vode a ovisan je o biljnoj vrsti i potencijalnojevapotranspiraciji a njegova vrijednost uzima se iz posebnih tablica

SMPWP je sadržaj vode u tlu kod trajnog uvenuća (cm3 cm-3) i unosi se kaosustavna konstanta u glavnom programu

Najveća moguća transpiracija kod dovoljno vode u tlu lako se izračuna premaizrazu (12) ali je stvarnu transpiraciju prema izrazu (13) teško dobro procijenitiStoga se za utvrđivanje TR koriste izrazi (15 do 19) ovisno o trenutnom statusuvode (slika 1141)

Ako je SMPSI gt= (SMO - 004)

TR = 0 (15)Ako je (SMO - 004) gt SMPSI gt (SMO - 008)

TR = TRM acute (SMO - 004 - SMPSI) 004 (16)Ako je (SMO - 008) gt= SMPSI gt= SMCR

TR = TRM (17)Ako je SMCR gt SMPSI gt SMPWP

TR = TRM acute (SMPSI - SMPWP) (SMCR - SMPWP) (18)I ako je SMPWP gt= SMPSI

TR = 0 (19)

Na kraju rutine za procjenu raspoloživosti vode izračunava se promjena vlage tla(RSM) i korekcijski čimbenik za raspoloživost vode (cfv)

( )( )( )

3 -3 -1cm cm dan

IM + CR + D - TRRSM =

RD(20)

TRcfvTRM

= (21)

Potrebno je još prilagoditi promjenu vlage tla (22) i dubinu korijenovog sustava(23) i potprogram vraća vrijednost cfv (21) glavnom programu dok se vrijednostiprilagođavajućih varijabli subrutine čuvaju

SMPSI = SMPSI + RSM times Dt (22)

RD = RD + RDI (23)

RDI = porast korijena u cm u mjernom intervalu

374

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Status vode u tlu uobičajeno se izražava pF vrijednošću koja predstavljadekadski logaritam vodnog potencijala tla izraženog u cm vodenog stupcaVrijednost pF u tlu kreće se 0 - 7 Trajno uvenuće nastupa kod većine biljakakada je pF sim 42 odnosno kada se voda u tlu drži silom od oko 15 bara (15MPa) dok je ta sila kod poljskog kapaciteta za vlagu 13 do 110 bara Slika1142 prikazuje odnos između pF vrijednosti i količine vode za različiteteksturne klase tla

Budući da osim dušika prihrana usjeva drugim hranivima nema značaja (možebiti čak i štetna) utvrđivanje potrebe za fosforom i kalijem obuhvaćaizračunavanje koncentracije P i K u biljnim organima (korijen list vlat i zrno)tijekom vegetacije i usporedbu s donjom kritičnom koncentracijom tihelemenata Mala pokretljivost P i K u tlu dopušta da se koncentracija tihelemenata u biljci računa na temelju fizikalno-kemijskih svojstava tla (AL-metoda pH i teksturna klasa tla) i uzrasta biljaka (dubina korijenovog sustava ikoličina organske tvari biljke)

Slika 1141 Evapotranspiracija i raspoloživost vode

Koncentracija dušika do prve prihrane u busanju utvrđuje se na temeljuosnovne doze N i porasta biljaka ovisno o drugim čimbenicima vegetacije Zatimse u simulaciju unose podaci sve više korištene Nmin metode izračunava kritičnakoncentracija N u pšenici procjenjuje do kraja vegetacije mineralizacijaorganske tvari (pomoću sadržaja humusa u tlu pH i vlažnosti tla) i uvodi stresčimbenik manjka dušika Uvođenjem Nmin metode u matematički modelutvrđivanja potrebe za dušikom izbjegnute su poteškoće kod simulacijetransformacije oblika N u tlu i pokretljivosti nitratnog oblika a uvedena jepotreba utvrđivanja raspoloživog mineralnog N u rizosferi

Rezultate simulacije organske produkcije ozime pšenice za stvarne agroekološkeuvjete prikazuju tablice 1115 do 1118 te slike 1143 i 1144 Unoseći usimulaciju primarne organske produkcije nekog usjeva stvarne klimatske

375

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

zemljišne i biološke (sortno specifične) parametre može se analizirati proteklavegetacija i tako utvrditi djelovanje pojedinih čimbenika rasta razvitka iagrotehničkih mjera (rokovi sjetve količina sjemena osnovna gnojidba doza ivrijeme prihrane itd) Ako se simulacija obavlja prije određene agrotehničkemjere uzimajući u obzir stvarni dotadašnji tijek vegetacije moguće jepredvidjeti naravno uz određeni rizik daljnji rast i razvitak te učinkovitostpoduzetih mjera uz prihvaćanje klimatskih parametara u granicama prosječnihvrijednosti

Slika 1142 Povezanost vlažnosti tla (SMPSI) i vodnog potencijala (PSI)ovisno o teksturnoj klasi tla

376

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 1115 Kompjutorska simulacija organske produkcije ozime pšenice

Sistemske konstante PšenicaDatum sjetve 1510 Masa sjemena kg ha-1 225Datum nicanja 0411 Klijavost sjemena 0-1 090Spec temp 0 Planirani prinos t ha-1 750SLA m2kg-1 20 Koef apsorbancije 060Vlaga zr suhog tla (0-1) 004 Vlaga tla 0-1 016Razina podz vode cm 100 Vlaga trajnog uvenuća 014Tekstura tla Prašk ilovača Dubina sjetve cm 50pH-KCl 650 Broj prim vlati m-2 506AL-P2O5 mg 100 g-1 2235 Humus 224Gnojidba N kg N ha-1 80 AL-K2O mg 100 g-1 2541Gnojidba K2O kg N ha-1 80 Gnojidba P2O5 kg ha-1 80Potreba P2O5 kg ha-1 90 Potreba N kg ha-1 2021 N-prihrana N kg ha-1 40 (2502) Potreba K2O kg ha-1 1502 N-prihrana N kg ha-1 50 (1004)

Tablica 1116 Kompjutorska simulacija organske produkcije soje

Intervalne konstante (soja)n datum dan t degC obl obor ETO EAT SMCR SMPSI TRM TR1) 25 4 5 1260 041 2420 2591 200 2707 2621 018 0072) 30 4 10 1140 043 400 2395 201 2540 2237 020 0203) 5 5 15 1530 049 130 3042 202 2540 1715 037 0284) 10 5 20 1850 037 310 3825 203 3042 1375 071 0205) 15 5 25 1930 070 400 2501 205 2540 1416 056 0076) 20 5 30 1870 040 1500 3718 205 3042 1634 089 0107) 25 5 35 1770 056 250 2976 206 2707 1486 080 0238) 31 5 41 1720 040 030 3579 207 2707 1330 124 0239) 5 6 46 1600 068 2490 2501 209 2540 1797 099 009

10) 10 6 51 1880 074 1250 2431 209 2540 1890 098 04311) 15 6 56 1690 068 3480 2567 210 2540 2315 145 07512) 20 6 61 1980 041 2060 3976 211 3042 2348 340 20513) 25 6 66 2130 040 860 4147 212 3042 2198 623 38814) 30 6 71 2440 035 000 4622 213 3042 1955 1226 66415) 5 7 76 2080 052 2290 3423 214 2540 2022 1416 79816) 10 7 81 1900 052 100 3292 214 2205 1854 1859 152117) 15 7 86 2020 040 430 3907 217 1870 1667 2980 291318) 20 7 91 2090 046 580 3697 219 1618 1507 3390 339019) 25 7 96 2110 043 220 3845 221 1618 1371 3717 273020) 31 7 102 2280 053 250 3508 223 1618 1329 3441 141221) 5 8 107 2320 029 000 4068 225 1618 1271 3989 123722) 10 8 112 2000 050 2240 3024 227 1618 1388 2961 50423) 15 8 117 2190 030 020 3935 229 1618 1301 3832 172124) 20 8 122 2120 029 650 3922 230 1618 1298 3784 91425) 25 8 127 1860 033 1590 3559 232 1618 1356 3395 79526) 31 8 133 2630 010 000 5075 233 1618 1266 4773 178527) 5 9 138 1880 047 1400 2430 235 1618 1340 2239 35628) 10 9 143 1510 039 770 2405 235 1618 1341 2172 727

Prosjek 1920 044 932 3391 21600 2249 1665 1678 797Suma 26120 94970 46980 22330

377

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 1117 Kompjutorska simulacija organske produkcije ozime pšenice

Rezultati simulacije ozime pšenice

Dan Tsum Stadi LAI Neto fot List Korijen Vlat Zrno Suha tvar cfl cft cfvdegC 0-1 m2 kg ha-1 Suha tvar t ha-1 0-1

5 548 002 031 5686 0168 0136 00 000 0305 0 07 0316 1297 006 028 5349 0161 0157 00

00000

00319 0

15045

10026 1297 006 032 0000 0161 0157 00

00000

00319 0

17000

10036 1330 006 032 0178 0162 0158 00

00000

00320 0

17002

10046 1330 006 032 0000 0162 0158 00

00000

00320 0

17000

10056 1734 008 032 1203 0166 0162 00

00000

00329 0

17026

10066 1734 008 033 0000 0166 0162 00

00000

00329 0

18000

10077 1800 008 033 0439 0168 0164 00

00000

00332 0

18004

10087 1800 008 033 0000 0168 0164 00

00000

00332 0

18000

10097 1800 008 033 0000 0168 0164 00

00000

00332 0

18000

100108 1800 008 033 0000 0168 0164 00

00000

00332 0

18000

100118 2006 009 033 0384 0169 0166 00

00000

00335 0

18013

100128 2203 010 033 1850 0176 0172 00

00000

00348 0

18013

100136 2709 012 035 3920 0187 0183 00

00000

00371 0

19042

100146 3270 015 037 11354 0241 0211 00

00000

00453 0

20037

100156 4028 019 048 12480 0300 0242 00

00000

00543 0

25050

100167 5170 024 060 46887 0545 0368 00

00000

00914 0

30069

100177 6426 030 109 99355 1018 0533 00

75000

01626 0

48083

100187 7655 036 203 113186 1555 0720 01

61000

02437 0

70081

100197 8738 041 311 74268 1737 0768 04

53000

02959 0

84072

100207 9719 046 347 126507 2047 0850 09

50000

03849 0

87065

100212 1053

7050 409 268521 2217 0937 14

79000

04634 0

91100

100217 1129

3053 443 151346 2120 0959 19

28000

05008 0

93100

100222 1197

3057 424 280412 2073 0999 27

60000

05833 0

92090

100228 1285

7061 414 289226 1907 0999 27

60126

66934 0

91098

100233 1369

5065 381 217692 1780 0999 27

60206

17601 0

89100

100238 1444

4068 347 230468 1653 0999 27

60290

28315 0

86099

100243 1524

0072 314 122061 1526 0999 27

60334

88634 0

82100

100248 1596

7076 282 108281 1398 0999 27

60374

38902 0

78096

100253 1684

5080 251 122885 1271 0999 27

60419

19223 0

74100

100258 1775

7084 222 139320 1144 0999 27

60470

09604 0

70100

100263 1875

4089 194 169659 1017 0999 27

60531

910096 0

65100

100268 1987

8094 172 197830 0904 0999 27

60604

110705 0

61100

072273 2091

3099 153 83764 0803 0999 27

60634

710911 0

57100

072278 2171

8103 136 142390 0714 0999 27

60686

711341 0

52100

094

378

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 1118 Kompjutorska simulacija organske produkcije šećerne repe

Rezultati simulacije šećerne repe

Dan Tsum Stadij LAI Neto fot List Korijen Suha tvar cfl cft cfvdegC 0-1 m2 kg ha-1 dan-1 Svježa tvar t ha-1 0-1

9 8960 002 000 000 0000 0000 0000 000 066 00014 13320 004 000 000 0000 0000 0000 000 058 00019 19990 006 013 3342 2282 0910 3193 008 088 10024 29300 009 019 4470 3160 1057 4218 011 100 10029 38090 011 026 6769 4826 1281 6107 015 100 10034 47350 014 039 9649 7044 1695 8739 022 100 10039 56300 017 057 14571 10433 2320 12753 031 100 10044 63720 019 083 16244 13782 3017 16799 041 098 10049 72450 022 108 22213 19590 3969 23560 050 100 10054 80680 025 151 26468 26057 5280 31337 062 100 10060 93730 029 197 17593 29911 6325 36236 072 082 09065 102500 032 221 26735 35600 7648 43248 076 100 10070 111760 034 258 27620 40488 9562 50051 081 100 10075 122170 038 288 32340 46311 11803 58115 084 091 09580 133000 041 322 28435 50539 13774 64313 087 083 09185 142520 044 344 41362 57495 17186 74682 089 100 10090 153560 047 383 34060 61900 19996 81897 091 079 08895 163770 051 402 37481 66861 23088 89950 092 095 097

100 173780 054 424 35409 69703 27061 96764 093 099 099105 184200 057 432 41705 73803 31740 105544 093 091 095110 195980 061 446 24780 73541 34521 108062 094 064 080115 207120 064 432 35753 73333 40892 114225 093 077 087121 222270 069 419 15290 69038 44162 113200 093 047 068126 235090 073 379 12262 64165 46347 110512 091 043 066131 246340 076 341 23217 60841 51173 112015 089 075 086136 258360 080 313 14662 56709 54222 110932 086 059 058141 270260 084 282 11753 52435 56820 109255 084 062 055146 282900 088 252 7659 48101 58513 106615 080 047 045152 292200 091 223 31310 46792 66821 113614 076 100 100157 300570 093 210 27937 45432 72997 118430 074 100 097162 309970 096 199 13725 42519 76032 118552 072 100 058167 317830 099 181 25162 41257 81595 122853 069 100 090172 326310 101 171 22058 39751 86472 126224 067 100 086

379

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1143 Prinosi (STha) i neto fotosinteza ozime pšenice (ST kg ha-1 dan-1)

Slika 1144 Trenutna vlaga tla (SMCR) korisna vlaga (SMPSI) i transpiracija(TRM = najviša moguća TR = trenutna) za vrijeme vegetacijeozime pšenice

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

12 GNOJIDBA USJEVA

Vrijeme i način primjene te oblik gnojiva moraju biti usklađeni sa zahtjevimausjeva i agroekološkim uvjetima (tlo klima vrsta kultivar namjena usjeva itd)Kod izbora načina primjene i vrste gnojiva (element kemijski oblik agregatnostanje) moraju se uvažiti agronomski i ekonomski razlozi (učinkovitost) Naimegnojiva mogu biti kruta tekuća i plinovita različite koncentracije hraniva načinaapliciranja ponašanja u tlu (produženog učinka iskorištenja utjecaja na tlo sobzirom na njegova fizikalno-kemijska svojstva itd) i cijene po jedinici aktivnetvari Bitno je naglasiti da temeljna funkcija gnojiva nije samo povećanjeplodnosti tla već osiguranje stabilnih i visokih prinosa biljaka uz većuprofitabilnost njihovog sustava uzgoja Također važno je naglasiti kako se većinaistraživača slaže s tvrdnjom da gnojidba prosječno utječe najmanje s 50 napovećanje prinosa u odnosu na sve ostale agrotehničke mjere

121 NAČINI PRIMJENE GNOJIVA

Oblik gnojiva diktira način njegove primjenemiddot Kruta gnojiva mogu se primijeniti korištenjem raspodjeljivača po cijeloj

površini ili u trake zatim zaorati ili unijeti u tlo kod međuredne kultivacije tebez unošenja u tlo (omaške) kod prihrane usjeva

middot Tekuća gnojiva mogu se primijeniti po cijeloj površini prskalicama u trakezajedno sa sjetvom natapanjem površine otopinom gnojiva (gravitacijski) iliinjektiranjem u tlo (u trake) Anhidrirani amonijak je pod normalnim tlakomplin i mora biti injektiran u tlo (kao i sva tekuća gnojiva koja isparavaju) radisprječavanja gubitaka

Kruta (konvencionalna) gnojiva raspodjeljuju se velikim brojem različitihnajčešće širokozahvatnih strojeva Kvaliteta rada raspodjeljivača je vrlo važna anepravilan rad se najčešće zapaža u tamnozelenim (previše hraniva) iližutozelenim (premalo hraniva) područjima (trakama) usjeva Na taj način gubitciu prinosu su znatni kako zbog nedostatka tako i suviška hraniva u pojedinimdijelovima usjeva Stoga je mehanički aspekt gnojidbe vrlo važan i mora mu seposvetiti dužna pozornost (izbor stroja podešavanje brzina rada i sl) Npr kodcentrifugalnih raspodjeljivača važna je veličina granula i ujednačenost kemijskogsastava granule kompleksnog gnojiva a kod miješanih gnojiva i homogenostsmjese pojedinačnih gnojiva

Tekuća gnojiva niskog tlaka (ili bez tlaka isparavanja) npr UAN raspodjeljuju sepo parceli vrlo ujednačeno prskalicama a hraniva se doziraju mnogo preciznije u

382

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

odnosu na primjenu krutih gnojiva Međutim prskalice moraju biti ispravne idobro kalibrirane

Anhidrirani amonijak se primjenjuje u jesen na pooranu parcelu (ili ugar) ili prijesjetve Koristi se specijalna oprema pod visokim tlakom od nehrđajućegmaterijala s aplikatorima za unošenje u tlo najbolje na dubinu od 15-25 cm naslabo kiselim i kiselim tlima kod povoljne vlažnosti da bi se izbjegli gubitci dušikavolatizacijom Najveći broj metoda unošenja anhidriranog amonijaka u tlopodrazumijeva i njegovu obradu upotrebom chisel pluga (radna tijela krutaelastična ili za uklanjanje korova) Izbor stroja (ili njegovo podešavanje) moraodgovarati dubini aplikacije dušičnog gnojiva brzini rada kondiciji i tipu tla temikroreljefu (orografskim svojstvima parcele)

Gnojidba je složen problem (agrotehnički ekofiziološki agroekološki iagroekonomski) koji je i do sada svojom širinom i dubinom zaokupljao veliki brojistraživača i proizvođača hrane Na temelju velikog broja eksperimentalnihpodataka jasno je kako količina hraniva u tlu određuje visinu priroda pričemu je odnošenje elemenata žetvom uglavnom manje od onih dodanihgnojivima pa je učinkovitost i rentabilnost gnojidbe često nezadovoljavajućeniska Zbog toga je potrebno dobro poznavati dinamiku i raspoloživost hranivau tlu posebice dušika ali i primjenjivati gnojiva u skladu s biološkimekonomskim i ekološkim uvjetima Tablica 121 pokazuje prosječno povećanjepriroda pojedinih usjeva u kg po kg aktivne tvari iz mineralnog gnojiva

Tablica 121 Prosječno povećanje priroda u kg kg-1 aktivne tvari (Gašpar1995)

Element Pšenica Kukuruz Krumpir Šećerna repa SijenoN 16-20 15-20 90 90 30P2O5 5-7 3-5 46 51 26K2O 25-3 3-4 19 29 12

Značaj pojedinih čimbenika mijenja se tijekom vegetacije ovisno o vrsti inačinu uzgoja usjeva te su razlike u visini priroda rezultat ekspresije genotipakroz morfološka anatomska i biokemijsko-fiziološka svojstva u interakciji sagroekološkim kondicijama Dakle pojedini usjevi (i kultivari) imaju različitezahtjeve za ukupnom količinom hraniva posebno dušika potrebnog zaostvarenje najviše mogućeg priroda uz različitu reakciju ovisno o vremenskim izemljišnim uvjetima što se može označiti kao sortna specifičnost mineralneishrane

Ekonomski principi nalažu da se količina gnojiva povećava sve dok je rast prinosarentabilan (slike 121 i 122) Dakle racionalna gnojidba svih usjevapodrazumijeva količinu gnojiva koja odgovara potrebama biljke stanju usjevaplodnosti tla i istovremeno vodi računa o klimatskim uvjetima i mogućemprirodu Pri tome kemijske analize tla pomažu u procjeni količine hraniva koje

383

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

biljka može usvojiti a analize biljne tvari o tome koliko hraniva biljke morajuusvojiti da bi postigle određeni prirod Problem nije nimalo jednostavan jerpotrebne količine hraniva koje se daju gnojidbom i njihov omjer variraju ovisnoo biljnoj vrsti kultivaru načinu uzgoja stadiju razvoja i dinamici hraniva u tluStoga se rast biljaka i tvorba priroda moraju shvatiti kao jedinstven proces kojise odvija prema složenim prirodnim zakonitostima i podložan je djelovanju nizaagroekoloških činitelja biotičke i abiotičke prirode

Slika 121 Zadatak gnojidbe i utjecaj raspoloživosti hraniva na visinuprinosa i koncentraciju elemenata u biljnoj tvari

Važno je podsjetiti kako na efikasnost gnojidbe snažno utječe doza primijenjeneaktivne tvari potreba usjeva vrijeme i načina unošenja Naime povećavanjemdoze iznad stvarnih potreba usjeva efikasnost svih gnojiva posebice dušičnihjako pada pa tako kod niske primjene N njegova efikasnost (usvajanje u prvojgodini primjene) može biti i 70 a kod luksuzne primjene efikasnost opada na~ 30 Koristeći se analizom velikog broja eksperimentalnih podataka može sezaključiti kako je usvajanje hraniva izrazito dinamičke prirode a uvažavanje togkoncepta postiže se učinkovitije iskorištavanje primijenjenih gnojiva s porastomprinosa po principu složenog pravila trojnog i nelinearnog smanjivanja potrebeza tri glavna hranjiva elementa (Vukadinović 2010) Suštinu hipotezepromjenjivog usvajanja hraniva najbolje objašnjava tablica 122

384

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Slika 122 Povezanost intenziteta gnojidbe visine prinosa i profita

Tablica 122 Dinamička priroda iznošenja hraniva (Vukadinović 2010)

UsjevMogući prinos

t ha-1Ciljni

prinost ha-1

Linearno iznošenjekg t-1 prinosa

Dinamičko iznošenjekg t-1 prinosa

min max N P2O5 K2O N P2O5 K2OPšenica ozima 40 95 76 275 140 175 198 101 126Kukuruz 50 150 120 250 120 200 190 91 152Šećerna repa 400 900 800 40 15 55 26 10 36

Prije objašnjena hipoteze dinamičkog usvajanja hraniva treba istaći kako seona može primjenjivati samo u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji uzpostizanje visokih prinosa Naime uz višegodišnje iskustvo proizvođača ielementarno znanje o uzgoju usjeva oni lako postižu ~60 potencijalnogkapaciteta produkcije za konkretno agroekološko područje i pri toj raziniproizvodnje (intenziteta agrotehnike i ulaganja) treba za proračun potrebekoristiti linearne podatke o iznošenju glavnih biogenih elemenata Zapostizanje 80 od najvećeg mogućeg prinosa ili više potrebno je inženjerskoznanje koje se temelji na laboratorijskim analizama tla prognozi pojave iučinkovitoj zaštiti od bolesti suvremenoj agrotehnici (uključujući i tehnikereducirane i konzervacijske obrade) navodnjavanju i dr dakle znanje koje pružafakultetsko obrazovanje Inzistiranje na prinosima većim od 80 od potencijalanekog proizvodnog područja uglavnom ekonomski nije opravdano (o čemu

385

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

posljednju riječ ipak ima tržište odnosno cijena proizvoda) jer ulaganjepremašuje povećanje prinosa iili kakvoću proizvoda

Na primjeru šećerne repe (tablica 122) jasno se vidi kako kod prinosa od 80 tha-1 korijena potreba za N pada s 40 na 26 kg t-1 korijena potreba fosfora s 15na 10 a kalija s 55 na 36 kg t-1 Primjena originalnog koncepta dinamičkogusvajanja hraniva ugrađena je u ekspertnu verziju ALR kalkulatora(Vukadinović 2010) te se na temelju nekoliko tisuća proračuna gnojidbe možeustvrditi kako su gnojidbene preporuke sada bolje usklađene s ekonomskim iekološkim principima te se dobro uklapaju u suvremene trendove filozofijegnojidbe Primjena potrebnog hraniva i njegove adekvatne doze u pravovrijeme na pravo mjesto i uz pravu cijenu

Slika 123 Puferni kapacitet tla za hraniva

Visoke i stabilne prinose bez većih oscilacija pod utjecajem vremenskih uvjeta(naročito suše) moguće je postići samo na plodnim tlima dobro opskrbljenimhranivima i dobrih fizikalno-kemijsko-bioloških svojstava (slika 121) U tomsmislu rezidualna hraniva (zaliha hraniva u tlu) predstavljaju pufer (slika 123)kojim se umanjuje manjak iili gubitak hraniva Naravno puferni kapacitet nekogtla ovisan je o njegovim fizikalno-kemijskim svojstvima zalihi hraniva strukturi(vodnozračnom režimu) biogenosti (aktivnosti mikroorganizama) pH-vrijednosti tla količini i kvalitetu organske tvari unošenju žetvenih ostataka iorganskoj gnojidbi obradi i dr Potrebno je naglasiti kako suvremena filozofijagnojidbe razmatra visinu prinosa samo u funkciji profitabilnosti ali uz očuvanjeplodnosti tla i kad je god moguće primjenom takve agrotehnike koja ćeproduktivnost tla povećati i zaštititi Stoga je integrirana biljna proizvodnja sveviše zastupljenija kao zalog očuvanja tla i sprječavanja njegove degradacije

386

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

122 AGROEKOLOŠKI I EKOFIZIOLOŠKI TEMELJI GNOJIDBE NAJVAŽNIJIHRATARSKIH USJEVA

U daljnjem tekstu opisani su primjeri gnojidbe glavnih ratarskih usjeva pšenicekao glavne strnine i ozimine šećerne repe kao naše najvažnije industrijske biljkei okopavine te kukuruza koji zauzima najviše obradivih površina Velike razlike utehnologiji uzgoja koje su rezultat agroloških i ekofizioloških posebnosti tihusjeva dostatne su za prikaz najvećeg broja čimbenika koje treba poznavati iuvažavati kod utvrđivanja potrebe za gnojidbom svih usjeva Takođerobuhvaćena su znanstvena i proizvodna iskustva zemalja s visokorazvijenomratarskom proizvodnjom posebice SAD-a s namjerom prikaza farmerskogsustava proizvodnje hrane kojoj teži i naša poljoprivreda

1221 Pšenica

Pšenica do proljetnog kretanja vegetacije akumulira uglavnom plastične tvariodnosno takve rezerve hraniva koje se lako transformiraju u građevne jediniceorganske tvari Naravno kapacitet za akumulaciju (sink) najviše ovisi odostignutoj veličini biljaka u kriptovegetaciji i temperaturi Poznato je kakopšenica akumulira hraniva prije svega nitrate kada je temperatura 0 degC ili višeKod temperatura bliskih indikativnoj temperaturi (za pšenicu to je 0 degC)usvajanje hraniva je najvećim dijelom iz vodene faze tla pa kako je nakoncentraciju fosfatnih i kalijevih iona u tlu teško utjecati zbog kemijske (fosfor)i fizičke sorpcije (kalij) koja ovisi prvenstveno o fizičko-kemijskim svojstvima tlata hraniva treba zaorati prije sjetve do dubine najvećeg rasprostiranjakorijenskog sustava Suprotno fosforu i kaliju dušik u tlu ne može stvarati trajnerezerve Njegov sadržaj je vrlo varijabilan po dubini profila i vremenumineralizacije gotovo da i nema tijekom zime (slika 124) stoga se dušik moradodavati u više navrata

Plodna tla pored povoljnih fizičko-kemijskih osobina imaju veći pufernikapacitet odnosno sposobnost održavanja ujednačene koncentracije iona uvodenoj fazi tla Dobra opskrbljenost fosforom utječe na bolji rast korijenapojačava busanje povećava težinu klasova i zrna bez porasta mase nadzemnogdijela Prihrana fosforom i kalijem se ne preporučuje zbog neznatnogpremještanja tih hraniva u dubinu pa korijen ostaje na površini što smanjujeotpornost na polijeganje i sposobnost korištenja vode iz dubljih slojeva

Za postizanje visokih priroda pšenice potrebna je povoljna mineralna ishrana odI-V etape organogeneze (nediferencirani rast vegetacijskog vrha do fazeformiranje cvjetnih zametaka) Istraživanja pokazuju da visina priroda najvišeovisi o broju zrna u klasu (~ 90 ) ali je istovremeno i broj zrna u negativnoj

387

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

korelaciji s njihovom masom Veći broj zrna daje visok kapacitet sinkaodnosno predstavlja snažan akceptor asimilata U početku proljetnog kretanjavegetacije neophodna je visoka koncentracija nitrata u tlu (20-30 ppm ili ~ 12-20kg N-NO3 ha-1 u sloju 0-20 cm) što se postiže isključivo prvom N-prihranomNitratni oblik dušika ne sorbira se u tlu podložan je ispiranju stogaprihranjivanje dok je kapacitet akumulacije biljaka mali mora biti usklađeno suzrastom biljaka fizikalnim svojstvima tla i klimatskim prilikama

Slika 124 Sezonska dinamika N-mineralizacije

Previsoka koncentracija N-NO3 u tlu također može biti štetna iz više razlogaPorast koncentracije iona u vodenoj fazi tla izaziva rast osmotskog tlaka (solniudar) pa je uz nizak intenzitet metabolizma korijena kod niskih temperatura tlazaustavljeno usvajanje vode (fiziološka suša) i otopljenih hraniva a kod višihtemperatura dovodi do produženja vegetacije uz nisku produktivnosttranspiracije

Suvišna količina dušika snažno utječe na porast nadzemnog dijela a vrlo malokorijena pa se proširuje omjer korijena prema izdanku te smanjuje otpornost naniske temperature i bolesti a biljke su plitko ukorijenjene što kod kasnije pojavesuše može biti glavni uzrok podbačaja u prinosu U hladnim tlima posebnoglinastim humoznim i slabo aeriranim (zbijenim ili saturiranim vodom)povećana koncentracija nitrata može umanjiti štetne redukcijske procesePovoljan oksidoredukcijski potencijal (iznad +300 mV) značajan je za aktivnostmikroorganizama i snabdijevanje biljaka dušikom sumporom i drugimelementima pri čemu nema uvjeta za gubitak dušika procesima denitrifikacije

388

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Primjena čistog amonijskog ili amidnog oblika dušika tijekom vegetacije pšeniceposebice folijarna aplikacija opravdana je samo nakon proljetnog kretanjavegetacije kod visoke razine metabolizma (razvijena asimilacijska površina itemperature 5-10 degC) i mogućnosti brze ugradnje reduciranih oblika dušika uorgansku tvar Naime kod niske razine metabolizma nedovoljna je produkcijaketo kiselina potrebnih za vezivanje reduciranih oblika dušika u biljkama panagomilavanje amonijskog oblika dušika u biljkama izaziva zastoj u rastu Stogatreba posebice u prvoj prihrani pšenice izričito izbjegavati primjenu uree i UAN-a

Najveća količina hraniva usvoji se od početka vlatanja do početka klasanjaIstraživanja u istočnoj Hrvatskoj (Vukadinović 2003) pokazala su kako se u tomperiodu usvoji oko 50 N 60 P i 70 K od iznesenih 200 kg N 27 kg P (62 kgP2O5) 141 kg K (170 kg K2O) 35 kg Ca i 21 kg Mg uz prirod od 783 t ha-1 zrna(slika 125) Do početka vlatanja pšenica je od ukupne količine hraniva usvojilatek 10 N 8 P i 13 K Podaci se znatno razlikuju od zapadnoeuropskih gdje(slika 126 i tablica 123) pšenica apsorbira u ožujku i travnju 70 ukupnihpotreba dušika dok je u našim agroekološkim uvjetima usvajanje biloproduženo gotovo do kraja vegetacije

Slika 125 Usvajanje dušika i akumulacija suhe tvari ozimom pšenicom napodručju istočne Hrvatske

389

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Koncentracija dušika izražena na suhu tvar raste do busanja (45-55 ) a zatimopada sve do 100-125 nakon formiranja zrna (tablica 124) Visok sadržajdušika u busanju (nitrata i lakotopljivih organskih oblika) predstavlja neophodnurezervu za proljetno izduživanje (filodistenziju) Brz porast nadzemnog dijelazapočinje kad se minimalna temperatura ustali iznad 5 degC Dolazi do povećanjavolumena stanica uglavnom na račun rezervi i usvajanja vode To je trenutakkada naglo raste potreba za dušikom što je pravi trenutak za drugu prihranuKod kasnijih rokova sjetve prisutna je opasnost od prekratke duljinekriptovegetacije pa kod zatopljenja pšenica brzo prelazi u fazu izduživanjaPosljedica je smanjenje priroda jer je bio prekratak meristemski razvoj inicijalnihkomponenti klasa (izduživanje i segmentacija vrha rasta III i IV etapaorganogeneze) koje određuju građu odnosno broj klasića na klasu i brojzačetaka cvjetića u klasiću

Slika 126 Ukupno usvajanje N ozimom pšenicom u zapadnoj Europi iprocjena gubitka N nakon cvatnje (Raun et al 2007)

U daljnjem tijeku vegetacije pšenice pri temperaturi 5-10 degC dolazi do istezanjaprvog i drugog internodija a kad se temperatura ustali iznad 10 degC dolazi dodistenzije preostalih internodija (3 4 i 5) Porast uzdužne osi biljaka reguliranje szlig-indol octenom kiselinom (auksin) za čiji je prekursor (triptofan) takođerpotreban dušik Pojavom četvrtog lista zametnut je klas i određen broj klasićaDobra ishranjenost dušikom u toj etapi razvoja sprječava kasniju sterilnostklasića i povećava broj plodnih cvjetića (tri i više po klasiću) Smatra se da jerazvoj komponenti klasa samo djelomice pod utjecajem nasljedne osnove(neodređena inflorescencija) stoga je dobra ishranjenost biljaka još značajnija

390

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 123 Relativno usvajanje N P i K pšenicom (Aigner et al 1988)

Relativno usvajanje hraniva po fenofazama

FenofazaOzima pšenica Biomasa

(ST)Jara pšenica Biomasa

(ST)N P2O5 K2O N P2O5 K2ORelativno usvajanje hraniva u postotku od ukupnog usvajanja

Rani porast 13 0 0 1 8 3 6 1Busanje 24 9 10 4 25 17 36 2Vlatanje - početak 38 27 22 16 49 47 72 9Vlatanje - sredina 68 45 38 31 71 64 95 20Klasanje 84 75 90 58 97 100 100 36Cvjetanje 100 91 100 80 100 93 82 51Formiranje pšena 100 100 89 100 100 90 72 78Žetva - biomasa 95 90 77 100 100 86 68 100Žetva - pšeno 70 71 20 49 78 86 20 50

Najveće usvajanje (kg ha-1) pojedinih hraniva i najveći prinos biomase i zrna (t ha-1)Cijela biljka 187 55 252 137 129 58 125 90Samo zrno 130 39 51 67 100 50 25 45

Dozrijevanje pšenice odvija se poglavito na račun razgradnje rezervnih tvari(reutilizacija) uz njihovu alokaciju iz fotosintetski neaktivnih dijelova biljke(starije lišće i vlat) u klas i vršni list (zastavičar) Stoga je zapravo kritičan periodtvorbe priroda znatno prije smjene vegetacijske u generativnu fazu razvitka(oplodnja) te se opravdano smatra kako je pravo vrijeme za prvu prihranutrenutak prelaska iz kriptovegetacije u proljetni porast a za drugu početakizduživanja (vlatanja) Povoljan trenutak prve prihrane lako se indiciramjerenjem aktivnosti nitratne reduktaze Naime redukcija akumuliranog NO3

-

do NH4+ uvjet je za intenzivnu sintezu proteina i porast biljaka

Slika 127 Kada prihraniti ozimu pšenicu (Vukadinović 2003)

391

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Tablica 124 Koncentracija primarnih i sekundarnih makroelemenata uozimoj pšenici (po stadijima slika 127)

Dušik Fosfor Kalij Sumpor Magnezij KalcijCijela biljka

S 340-50

S 4-635-45

S 7-830-40

S 9-1025-35

Cijela biljkaS 3-5

04-07 S 6-10

02-04

Cijela biljkaS 3-4

32-40 S 5-8

20-35 S 9-10

18-30

Cijela biljkaS 3

022-055 S 4-6

019-055 S 7-8

017-055 S 9-10

015-040

Cijela biljkaS 3-10

015-050

Cijela biljkaS 3-10

020-050

ZastavičarS 10

35-45

ZastavičarS 10

03-05

ZastavičarS 10

20-30

ZastavičarS 10

019-055

ZastavičarS 10

020-060

ZastavičarS 10

030-050

Dakle prihrana pšenice s obzirom na etape razvoja mora se uskladiti sfiziološkom aktivnošću pšenice i raspoloživosti dušika tla Prihranu dušikomtreba obaviti u trenutku kada započinje meristemska aktivnost umnožavanjavegetacijskih organa (busanje) i kod zametanja komponenti klasa (početakvlatanja) Prva prihrana je važna za sve pšenice i u svim slučajevima (treći ičetvrti list slika 127) jer se u II i III etapi razvoja izdužuje i segmentira budućiklas Ona utječe na koncentraciju klorofila u listu (boja usjeva) intenzivnijufotosintezu i na brži rast biljaka u vlatanju Druga prihrana obavlja se u trenutkuzametanja klasića (IV etapa razvoja slika 127) koja pada u početku vlatanja Tajtrenutak određuje se isključivo na temelju stanja razvoja usjeva pšenice bezobzira na kalendar odnosno kad se zametak klasa primjetno odvoji od čvorabusanja (~2 cm) Treća prihrana u klasanju ili pred oplodnju ima malo značenjeza visinu priroda ali često utječe na porast hektolitarske mase i veći sadržajdušika u zrnu Međutim mnogi istraživači smatraju da treća prihrana nemautjecaja na kvalitetu zrna jer se tada pretežno akumuliraju niskomolekularnioblici dušika

Nmin metoda za utvrđivanje potrebe pšenice u skladu je s ekofiziološkimaspektom gnojidbe pšenice i treba je primjenjivati kako bi se izbjegle svenedoumice oko vremena i količine dušika u prihrani ne samo ozime pšenice veći svih strnih žita

1222 Šećerna repa

Mineralna ishrana šećerne repe ima vidno mjesto u povećanju prinosa korijena injegove tehnološke kakvoće Međutim velika varijabilnost pojedinihagroekoloških čimbenika na koje šećerna repa osjetljivo reagira često neosigurava optimalne uvjete uzgoja Njih ipak možemo korigirati agrotehnikom

392

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

prije svega gnojidbom U tu svrhu izvedeni su mnogobrojni pokusi sa šećernomrepom posebice je poklonjena pozornost dušiku jer je reakcija repe promjenomprinosa i tehnološke kakvoće na količinu i oblik dušika u tlu izrazita

Produkcija organske tvari po jedinici površine šećernu repu svrstava u sam vrhratarskih usjeva a samim tim repa akumulira i veliku količinu hraniva Poznato jeda se visok prinos korijena i dobra tehnološka kvaliteta u većini slučajevaisključuju To nije pravilo već posljedica odnosa hranjivih elemenata koje tlonudi biljci i ona ih usvaja Naime apsolutno raspoloživa količina hraniva za repuima manji značaj od međusobnog odnosa elemenata ishrane što naravno jakoovisi o njihovoj koncentraciji aktivitetu dinamici usvajanja i dinamici njihovetransformacije u tlu

Gnojidbi šećerne repe dušikom poklanja se najveća pozornost jer jedinicaaktivne tvari N nekoliko puta više djeluje prema djelovanju P i K S druge stranene postoji mogućnost stvaranja dugotrajnijih mineralnih rezervi dušika u tlu pauz njegovu veliku vremensku i prostornu varijabilnost (po parceli i dubini tla)dolazi do čestih situacija preniske ili prevelike raspoloživosti dušika Procjenamineralizirajuće sposobnosti tla pored dugotrajne i skupe laboratorijskeprocedure još uvijek ne daje pouzdane vrijednosti stoga se u posljednje vrijemeiznos mineralizacije simulira matematičko-kompjutorskim modelima (pretežitoegzaktno-empirijski) u kombinaciji s Nmin metodom kojom se utvrđuje ukupnimineralni dušik u tlu uključujući i rezidualni Također koristi se i folijarnaanaliza peteljki koje su akumulator nitrata kod šećerne repe te mjerenjeaktivnosti nitratne reduktaze u lišću kao pokazatelj intenziteta ugradnjereduciranog dušika u organsku tvar

Omjeru dušika i kalija u gnojidbi šećerne repe poklanja se posebna pozornost jerpovećanjem doze dušika raste usvajanje kalija i natrija uz pad tehnološkekvalitete korijena To se može spriječiti samo povećanom K-gnojidbom štosnižava sadržaj K Na inverta i a-amino-N u korijenu koji se ne mogu ustandardnom procesu dobivanja šećera (bez primjene ionoizmjenjivača) uznačajnoj količini odstraniti (svega 30-40 ) i prelaze gotovo kvantitativno ugusti sok a zatim u melasu vežući na sebe saharozu

Može se reći kako je tehnološka kvaliteta šećerne repe određena sadržajemsaharoze u korijenu (polarizacija ili digestija) i mogućnosti njegove ekstrakcije uprocesu dobivanja bijelog šećera pri čemu sadržaj štetnog dušika(niskomolekularni spojevi s N npr slobodne aminokiseline betain a-aminomaslačna kiselina itd) ima važnu ulogu

Smatra se da je u vodenoj kulturi optimalan omjer NK2O = 107 ali u tlu to nijeni izbliza tako zbog različite učinkovitosti usvajanja tih elemenata iz tla pa se zarepu uglavnom primjenjuju naglašene doze kalija Nasuprot kaliju fosforu se ugnojidbi šećerne repe poklanja znatno manja pozornost jer je njegov utjecaj na

393

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

tehnološku kvalitetu šećerne repe znatno manji ali ne i manji u prinosotvornompogledu

Šećerna repa preferira nitratni oblik dušika kojeg lako akumulira i zatim reduciraovisno o potrebi rasta lisšća i korijena premda će usvojiti jednako dobro iamonijski oblik i odmah ga ugraditi u organsku tvar Najviše nitratnog dušikaakumulira se u peteljkama (55 ) plojkama (30 ) i korijenu (15 ) i nakonredukcije nitratnom reduktazom ugrađuje u organsku tvar (vidi poglavlje 61)Povećanje alkalnosti pri redukciji kompenzira se stvaranjem viška organskihkiselina (oksalna limunska i jabučna) tako da se redukcija dušika i tvorbakarboksilata odvija u gotovo stehiometrijskom omjeru Povećani alkalitetstimulira fosfoenolpirogrožđanu karboksinazu što dovodi do povećane sintezeoksaloctene odnosno jabučne kiseline pa se malat uz ekvivalentnu količinu K iNa akumulira u vakuolama što rezultira do tri puta većim sadržajem kationa uodnosu na amonijačnu ishranu šećerne repe

Nakon usvajanja amonijskog oblika dušika ne dolazi do njegove akumulacije većse odmah sintetiziraju aminokiseline i amidi (ali moguće je i deponiranje u oblikuamonijačnih soli u vakuolama gdje je pH lt 5) Usvajanjem nitrata zbogodržavanja ionske bilance izdvaja se ekvivalentna količina iona OH- ili HCO3

- panitratna ishrana šećerne repe ima fiziološki alkalni efekt dok se za svaki usvojeniion NH4

+ izdvaja jedan ion H+ dakle prisutno je fiziološki kiselo djelovanje nasupstrat ishrane Amonijski dušik veže se na keto (okso) kiseline najviše na a-ketoglutaminsku što podrazumijeva razgradnju saharoze iz procesa fotosintezea kad to nije dostatno (visoka raspoloživost N ili preniska razina fotosinteze)troše se rezerve saharoze iz korijena (zapaža se visoka aktivnost kisele ineutralne invertaze) Pored toga amonijski ion djeluje kao negativni modulatorsaharoza sintetaze što koči sintezu saharoze pa je jasno zašto topljivi dušičnispojevi i sadržaj saharoze imaju signifikantno recipročan odnos

Slika 128 Optimalna gnojidba šećerne repe

394

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Tablica 125 Metode utvrđivanja tehnološke kakvoće korijena šećerne repe

Biološki prinos šećera (BPŠ) (Prinos korijena times digestija)100Gub šeć na repu (Reinefeld) 0343 times (K + Na) + α-N + 029Gub šeć na repu (Braunschweiger) 0117 times (K + Na) + 0241 times α-N + 108Bijeli šećer t ha-1 (PBŠ) Prinos kor t ha-1 x (digestija - GŠ - 06)

Tablica 126 Osnovni indikatori tehnološke kvalitete šećerne repe

Pokazatelj Dobro Zadovoljava Loše

Digestija gt 18 16 - 18 lt 16K mmol 100 g-1 saharoze 30 ndash 40 (45ndash51) 40 - 50 gt 50Na mmol 100 g-1 saharoze lt 3 (03ndash065) 3 - 7 gt 7α-amino N mmol 100 g-1 saharoze 8 ndash 12 (145ndash225) 12 - 20 gt 20Iskoristivost na digestiju gt 16 14 - 16 lt 14Gubitak šećera u melasi lt 12 12 - 14 gt 14mmol 100 -1g repe

Prisustvo veće količine niskomolekularnih oblika dušika u korijenu šećerne repepored problema s tehnološkom kakvoćom utječe na prekomjeran rastnadzemne mase (lišća i glava) i to često pri kraju vegetacije uz intenzivnoobnavljanje reducirane asimilacijske površine (suša bolesti štetnici) Ta pojavase označava kao retrovegetacija a s obzirom da je fotosinteza u tom dijeluvegetacije uglavnom niža od potrebne količine ugljikohidrata za sintezuketokiselina troše se rezerve saharoze iz korijena

Slika 129 Utjecaj pH-vrijednosti i sadržaja humusa u tlu na visinu prinosate koncentracije K i Na u korijenu na visinu biološkog prinosašećera šećerne repe (Vukadinović 2011)

395

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Gnojidbu šećerne repe mora se uskladiti s njenim potrebama i agroekološkimuvjetima s ciljem da se dobije što veća količina biološkog šećera (prinos korijenaacute sadržaj saharoze u njemu) i visoka tehnološka kakvoća (ekstraktivnost šećera upreradi gt 90 ) Luksuzne doze dušika nesrazmjerno povećavaju količinu lišća iglava prema korijenu što uz neminovni pad sadržaja šećera u korijenu (slika128) ne opravdava takvu gnojidbu pa i onda kad se ostvari veća količinabiološkog šećera Naime povećano ulaganje u N-gnojidbu skuplje vađenje većacijena prijevoza korijena s malo šećera smanjena sposobnost čuvanja doprerade (sklonost bolestima pojačano disanje korijena) lošija fizikalna svojstvakorijena (sklonost lomu loše rezanje) i potreba za više energije u preradi uz nižuefikasnost ekstrakcije čine takav postupak neekonomičnim Istovremenopotrebno je pokloniti dužnu pozornost gnojidbi kalijem posebice u odnosu nadozu dušika rezidualni dušik i mineralizacijsku moć tla te sadržaj gline (naročitoK-fiksirajuće gline ili po EUF metodi aktivne ili selektivno vezujuće gline) u tlu Utablicama 125 i 126 prikazana je elementarna metodologija utvrđivanjatehnološke kakvoće korijena šećerne repe koju koriste tvornice šećera Praćenjetehnološke kakvoće korijena šećerne repe ima veliku važnost jer se takooptimizira tehnološki proces ekstrakcije šećera iz korijena šećerne repe iistovremeno utječe na uzgajivače šećerne repe s ciljem osiguranja kvalitetnesirovine

Fosforna i kalijska gnojidba šećerne repe obavlja se u pravilu na jesen podosnovnu obradu (zimsku brazdu) koja je za repu nešto dublja (ge 30 cm) tako data dva elementa ishrane budu raspodijeljena u zoni najveće mase korijena Dušikse dijelom primjenjuje u jesen u amonijskom obliku u količini koja ovisi najviše opedofizikalnim svojstvima tla odnosno riziku ispiranja (vidi poglavlje EUF-metoda) a predsjetveno (ili startno sa sjetvom) kao i u prihrani u amonijsko-nitratnom ili nitratnom obliku

Od indikatora plodnosti tla na visinu prinosa korijena šećerne repe izuzetnopozitivan utjecaj imaju humus i pH-vrijednost tla (slika 129) Naimegeostatističkom analizom indikatora plodnosti na području Osječko-baranjskežupanije (Vukadinović 2011) utvrđeno je kako se visoki prinosi korijena šećernerepe ne mogu očekivati kod niske koncentarcije humusa (lt 18 ) i niskog pH(pH(KCl) lt 55)

1223 Kukuruz

Raspoložive podatke o plodnosti tla za kukuruz (količine i oblici hraniva) trebarazmatrati s gledišta prikladnosti analitičke metode za konkretne proizvodneuvjete i tip tla Za dušik su potrebne nove analize svake godine jer čak i tadamogu postojati značajna odstupanja zbog eventualno velikih količina oborinaposebice na lakim ili slabo dreniranim tlima Za fosfor kalij i magnezij mogu biti

396

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

dostatne i analize provedene svake 3-4 godine Za mikroelemente su optimalnekombinirane analize tla i biljnog materijala ali i dobro poznavanje simptomadeficita mikroelemenata posebice Zn na čiji je nedostatak kukuruz posebnoosjetljiv i to na neutralnim i karbonatnim tlima ali i ekstremno kiselim (slika1210)

Kao temelj proračuna prinosa može se koristiti prosječan prinos prethodnihnekoliko vegetacija intenzivnog uzgoja kukuruza na konkretnim površinama Pritome treba uzeti u obzir eventualna kašnjenja negativnu bilancu ilineadekvatnost u gnojidbi prethodnih vegetacija

Istraživanja pokazuju da kukuruz postiže veći prinos u plodoredu posebice sleguminozama nego u monokulturi a od pojave kukuruzne zlatice u našimkrajevima monokultura kukuruza gotovo da je napuštena Iako se mnoginedostaci monokulturnog uzgoja kukuruza mogu ukloniti primjenom dušičnihgnojiva ipak nije moguće u potpunosti ukloniti razlike prema uzgoju kukuruza uplodoredu

Optimalna pH-reakcija tla za kukuruz je 6-7 što je vrlo značajno i zamikrobiološko oslobađanje hraniva iz organskih rezervi u tlu Međutim u kiselimuvjetima uz suvišak vode u tlu i hladnije proljeće često zna doći do problemausvajanja fosfora u ranom porastu kukuruza (slika 1210) Preduvjeti su sljedeći

1) Kiselo ili ekstremno kiselo tlo2) Saturirano vodom pa je

a) kiselost tla još niža (reduktivniji uvjeti)b) slobodni ion Al3+ (i Fe2+) blokira fosfatec) korijen nema zraka (anaerobioza) i usvajanje se zaustavlja

3) Što sve rezultira blokadom usvajanja fosfora (i drugih elemenata)4) Raste sinteza antocijana (ali ne i klorofila) i5) Kukuruz je ljubičast a zastoj u porastu evidentan

Rješenje odnosno kontrola štete je u kultivaciji kukuruza (prozračivanjeodnosno prosušivanje površinskog sloja) uz primjenu KAN-a (N-NO3 i Ca podkultivator) i bez intervencije s kompleksnim NPK gnojivima (plitak unos P i Kkasnije će zaustaviti porast korijena) Nakon kultivacije i sušenja površinskogsloja ubrzo će doći do nestanka simptoma deficita P (ali zastoj u vegetacijisvakako će odnijeti dio prinosa) i to čim korijen probije redukcijsku zonu kojaje posljedica

a) saturacije tla vodomb) tabana plugac) argiluvičnog horizonta ilid) visoke razine podzemne vode

397

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Slika 1210 Simptomi deficita fosfora na kukuruzu u uvjetima niskog pH tlahladnog i vlažnog proljeća (Vukadinović 2010)

Budući da biljke kukuruza usvoje više od 50 dušika i fosfora te 80 kalija prijeulaska u reproduktivni stadij to je neophodna dobra raspoloživost i dovoljnakoličina tih hraniva već u početku vegetacije i tijekom čitavog razdoblja rastaIako se male količine hraniva usvoje u samom početku vegetacije u zonikorijena je neophodna visoka koncentracija hraniva jer je korijenov sustavpočetkom vegetacije slabije razvijen a često je i tlo hladnije

Primjena dušičnih gnojiva za kukuruz je povoljnija što je vremenski bližafiziološkim potrebama kukuruza Stoga se na težim tlima dio dušičnih gnojivadodaje u jesen s osnovnom obradom a na lakšim veći dio treba dodatipredsjetveno i startno uz prihranu u trake radi smanjenja ispiranja

Na većini tala nema velikih opasnosti od gubitaka gnojidbom dodanih fosfora ikalija pri čemu je povoljnija jesenska primjena gnojiva (pod osnovnu obradu)jer se time fosfor i kalij raspodjeljuju u zoni najvećeg rasprostiranja korijenaIzuzetak su laka pjeskovita tla gdje je moguće ispiranje kalija iz zone korijenovogsustava stoga je na takvim tlima kalijem bolje gnojiti pred sjetvu

Različiti načini primjene gnojiva na tlima s optimalnim razinama hranivauglavnom ne rezultiraju značajnim razlikama u visini prinosa Nasuprot tome natlima slabo opskrbljenim hranivima kao i na tlima s jakom fiksacijom fosforanajbolje rezultate daje primjena gnojiva u trake (zbog sužavanja odnosa gnojiva

398

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

prema tlu) a posebice ako su količine gnojiva niske Pri polaganju gnojivaneposredno uz sjeme ukupne količine dušika i kalija 12-15 kg ha-1 uz normalnuvlažnost tla neće djelovati štetno na klijavost sjemena (solni udar) ali uz suhaproljeća i ovako niske količine gnojiva mogu značajno smanjiti klijavost i oštetititek isklijale biljke

Za predsjetvenu i startnu gnojidbu te prihranu kukuruza najpovoljnija su dušičnagnojiva koja sadrže amonijski i nitratni oblik tj KAN AN i UAN a za osnovnugnojidbu urea anhidrirani amonijak i UAN (posebice je povoljan za prskanježetvenih ostataka prije zaoravanja) Anhidrirani amonijak mora biti injektiran na12-15 cm kod povoljnog stanja vlažnosti radi sprječavanja gubitka dušikavolatizacijom (na neutralnim i karbonatnim tlima) Iz istog razloga ureu i UAN jedobro zaorati odmah nakon raspodjele a najkasnije nakon 3 dana kadtemperature nisu visoke AN i KAN su gnojiva iz kojih se dušik potencijalno možeizgubiti ispiranjem ili denitrifikacijom u kiselim uvjetima posebice kod suviškapadalina neposredno nakon gnojidbe

Primjer računanja gnojidbe za kukuruz prema University of Missouri-ColumbiaDepartment of Agronomy zbog jednostavnog ali vrlo zanimljivog pristupa dat jeu cijelosti

Preporuka gnojidbe za N (kg ha-1) temelji se na ukupnoj potrebi usjeva premasklopu i očekivanom prinosu koja se umanji za procijenjenu stopu mineralizacijei količinu rezidualnog dušika od predusjeva

Sklop (biljaka ha-1) = 50000

Potreba usjeva (18 kg N na 1000 biljaka) = 18 acute 50 = 90 N kg ha-1

Očekivani prinos = 10 t ha-1 zrna

Potreba prinosa (15 kg N na 100 kg zrna) = 15 acute 100 = 150 kg ha-1 N

Ukupno potrebno N kg ha-1 = 90 + 150 = 240 kg ha-1

Očekivana mineralizacija = 45 kg ha-1 N

Rezidualni dušik (predusjev soja) = 45 kg ha-1 N

N iz stajnjaka (odbiti u 1 god 45-70 kg t-1 N) = 0 kg ha-1 N

Ukupno N iz rezervi tla = 45 + 45 + 0 = 90 kg ha-1 N

Potreba u gnojidbi kg ha-1 N = 240 - 90 = 150 kg ha-1 N

Preporuka gnojidbe za P i K temelji se na namjeri podizanja razine pristupačnostiP i K u tlu na optimum kroz osmogodišnje razdoblje kako bi se mogla pratitiučinkovitost i ekonomska opravdanost takve mjere Pored toga potrebu P i Kodređuju ciljna visina prinosa i iznošenje P i K usjevom Točan proračun nijeprikazan zbog različitosti u metodologiji analize tla

399

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Preporuka gnojidbe za Zn i Fe temelji se na rezultatu DTPA ekstrakcije tla(tablica 127) Kada je u tlu manje od 05 ppm Zn treba aplicirati 11 kg Zn ha-1za raspon 05-10 ppm Zn treba gnojiti s 55 kg Zn ha-1 a gnojidba nije potrebnana tlima s više od 10 ppm Zn Ovakva gnojidba cinkom dostatna je za naredne 4godine Kad se Zn daje folijarno u obliku kelata tada se primjenjuje 13 do 12navedene količine godišnje Fe se primjenjuje folijarno u količini 05-30 kghanikako u tlo ali primjena stajskog gnoja dugogodišnje otklanja problem Fe-deficita

Slika 1211 Deficit cinka na karbonatnom (lijevo Vukadinović 2007) iekstremno kiselom tlu (desno Vukadinović 2011)

Tablica 127 Granične vrijednosti mikroelemenata za kukuruz (DTPAekstrakcija) u ppm

Rang Zn Fe Cu Mnnisko 05 0-02 0-02 0-10srednje 05-10 20-45 - -visoko gt 10 gt 45 gt 02 gt 10

Problemi s deficitom cinka i željeza na kukuruzu (i drugim usjevima kao i uvinogradima) vrlo su česti i zahvaćaju velike površine na najistočnijem dijeluHrvatske što je usko povezano s visokom pH-vrijednosti prapornih (lesnih) ravnitog područja i sadržajem karbonata gt 20 u matičnom supstratu (slika 1211lijevo) Na černozemima istočne Hrvatske štete od deficita cinka i željeza mogubiti visoke i značajno umanjiti prinos kukuruza Rjeđe se deficit cinka možezapaziti na ekstremno kiselim tlima Slavonije npr na relaciji Donji Miholjac-

400

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Našice (slika 1211 desno) ali također i na kiselim tlima kao trake uz kanale jerse kopanjem na površinu tla izbacuje velika količina karbonatnog matičnogsupstrata

123 IZNOŠENJE GLAVNIH HRANIVA USJEVIMA

Tablica 128 Iznošenje glavnih hraniva prinosom (kg t-1) uključujući ipripadajući dio žetvenih ostataka

Usjev Iznošenje N P i K u kg t-1 Indikativna razinaprinosa (t ha-1)

N P2O5 K2O Minimum MaksimumPšenica ozima 275 140 175 40 95Pšenica jara 300 150 195 35 80Pšenica durum 220 120 220 30 75Triticale 175 100 175 40 95Raž 180 110 180 40 80Kukuruz 250 120 200 50 150Kukuruz sjem 500 240 400 10 50Kukuruz silažni 100 450 85 200 800Ječam ozimi 225 100 190 40 90Ječam jari 200 90 180 35 75Ječam pivarski 175 80 170 30 70Zob ozima 220 80 170 40 75Zob jara 230 90 200 35 65Šećerna repa 40 15 55 400 900Soja 600 275 475 20 55Suncokret 500 250 550 20 55Uljana repica 450 300 500 20 55Krumpir 45 25 60 150 500Grah 300 175 300 30 95Grašak stočni 200 175 275 35 120Lucerna (ST) 300 150 350 30 200Djetelina (ST) 250 135 300 30 175Duhan Virginia 325 200 650 15 30Duhan Burley 400 250 800 15 30Djet tr smjesa (ST) 80 12 45 30 200Rauola sjeme 145 47 255 100 300Sudanska trava (ST) 160 110 220 80 250

Usvajanje biogenih elemenata i tvorba prinosa čvrsto su povezani Zbog toga jevrlo važno poznavati

401

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

1 bioraspoloživu količinu hraniva u tlu (uključujući i potencijal mineralizacijeorganske tvari)

2 koliko je hraniva primijenjeno gnojidbom (vrsta gnojiva vrijeme i načinprimjene svojstva tla)

3 koliko je usjev usvojio hraniva4 koji dio usvojenih hraniva je odnesen s njive merkantilnim dijelom i5 koliko se hraniva vrati u tlo zaoravanjem žetvenih ostataka

Iznošenje hraniva podrazumijeva njihovu ukupno usvojenu količinu iz tla (iilipreko lista) dok se pod odnošenjem hraniva podrazumijeva količina hraniva umerkantilnom dijelu (koju odnesemo s parcele) U tablici 128 prikazano jeiznošenje glavnih hraniva Navedeni podaci su samo orijentacijski i preporuča sekorištenje podataka dobivenih analizom za konkretne agroekološke uvjeteproizvodnje (analiza tla biljaka uključujući i sortnu odnosno hibridnuspecifičnost mineralne ishrane pojedinih kultivara)

Pored iznošenja hraniva tablica 128 sadrži i vrijednosti indikativnogminimalnog prinosa (koji se lako postiže bez gnojidbe) i indikativnogmaksimuma odnosno najveće mogućeg prinosa u agroekološkim uvjetimaistočne Hrvatske Ti podaci su vrlo važni za primjenu koncepta dinamičkogiznošenja elemenata ishrane (vidi poglavlje 121) Također u literaturi se čestomogu naći nerealno visoke vrijednosti o maksimalno mogućem prinosu a kojinisu mogući u našim agroekološkim uvjetima obzirom na količinu energije Suncai potrebnu količinu vode tijekom vegetacije bez obzira na intenzitet agrotehnike(gnojidbe zaštite i dr)

124 OSNOVE AGROKEMIJSKOG RAČUNANJA

Zadovoljavanje prehrane sve brojnije ljudske populacije na ograničenim i svemanjim poljoprivrednim resursima nameće potrebu sve veće primarne organskeprodukcije a to je moguće jedino uz brz napredak u biološkim znanstvenimdisciplinama kao i suvremenoj inženjerskoj tehnologiji proizvodnje hrane(biotehnologiji) uz intenzivnu primjenu informacijskih tehnologija Inženjerskipristup proizvodnji hrane podrazumijeva pored posjedovanja i primjene velikebaze empirijskog znanja korištenje egzaktnih znanstvenih metoda odnosnopoznavanje niza kvantitativnih pokazatelja (indikatora) kemijskih fizikalnih ibioloških svojstava tla potreba biljaka tehnologije njihovog uzgoja i zaštiteučinkovitu brigu o okolišu i dr Stoga je nemoguće učinkovito i profitabilnoproizvoditi hranu bez kemijskih i drugih analiza odnosno posjedovanja nizapodataka o svim aspektima proizvodnje hrane i točnih proračuna Primjenatuđih znanja i receptura bez provjere za konkretne agroekološke uvjeterezultira niskom produktivnošću uz nedostatnu proizvodnju hrane

402

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

U kratkom pregledu osnovnih agrokemijskih proračuna prikazano je nekolikoprimjera proračuna gnojidbe na temelju kemijske analize tla kao i pripremegnojiva te nekih drugih proračuna koji su često potrebni u biljnoj proizvodnjiAutori veći dio tih proračuna omogućuju putem Interneta na svojim webstranicama (httpishranabiljacomhr i httppedologijacomhr)

1 Koliko je potrebno kg KAN (27 N) tripleksa (Ca(H2PO4)2 times H2O 45 P2O5) KCl (60 K2O) i CaCO3 (balasta) za 10 t miješanog gnojiva 101010 Ako nema balasta kojaje najveća moguća koncentracija aktivne tvari pri istom omjeru hraniva

(10 27) acute 10000 = 3704 kg KAN(8 45) acute 10000 = 1778 kg tripleksa(10 60) acute 10000 = 1667 kg KClUkupno = 7148 kg gnojiva + 2852 kg balasta10000 7148148 = 140 (faktor za najveću koncentraciju hraniva)10 acute 140 = 141414Najviše = 42 aktivne tvari

2 Koliko je potrebno kg NH4Cl (25 N) precipitata (Ca(H2PO4)2 times H2O 40 P2O5)K2SO4 (50 K2O) i CaCO3 (balast) za 5 t miješanog gnojiva formulacije 10812 Akonema balasta na raspolaganju koja je najveća moguća koncentracija aktivne tvaripri istom omjeru hraniva

(10 25) acute 5000 = 2000 kg NH4Cl(8 40) acute 5000 = 1000 kg CaHPO4

(12 50) acute 5000 = 1200 kg K2SO4

Ukupno = 4200 kg gnojiva + 800 kg balasta5000 4200 = 119 (faktor za najveću koncentraciju hraniva)10 acute 119 = 119 N8 acute 119 = 952 P2O5

12 acute 119 = 1428 K2ONajviše = 357 aktivne tvari

3 Potrebno je površinu od 25 ha pognojiti dozom 14080160 tako da 50 N budeprimijenjeno u osnovnoj gnojidbi kao urea preostalih 50 N u prihrani kao KANP2O5 kao tripleks i K2O kao 60 KCl Koliko je potrebno kg navedenih gnojiva

(140 acute 50) 100 = 70 kg N u obliku uree i isto toliko KAN-a((70 acute 100) 46) acute 25 = 3804 kg uree (CO(NH2)2)((70 acute 100) 27) acute 25 = 6482 kg KAN-a (NH4NO3 + CaCO3)((80 acute 100) 45) acute 25 = 4444 kg tripleksa (Ca(H2PO4)2)((160 acute 100) 60) acute 25 = 6667 kg 60 KCl-a

4 Koliko je potrebno MAP-a KAN-a i K2SO4 za gnojidbu 16080120

(80 acute 100)48 = 167 kg MAP čime je podmireno 80 kg ha-1P2O5 i

403

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

(167 acute 11 N)100 = 1837 kg ha-1 N Preostala količina N izračuna sekao((160-1837) acute 100)27 = 525 kgha KAN-aTakođer potrebno je i = 240 kg ha-1 K2SO4 ((120 acute 100) 50)

5 Za gnojidbu 15012080 raspolaže se kompleksnim gnojivom 103020 i KAN-omKoliko je potrebno gnojiva

Izračun se započinje s elementom čija je aktivna tvar najveća (najveći broj uformulaciji)

(120 acute 100) 30 = 400 kg 103020Čime je dano

(400 acute 30) 100 = 120 kg P2O5

(400 acute 10) 100 = 40 kg N i(400 acute 20) 100 = 80 kg K2OPotrebno je još((150 - 40) acute 100) 27 = 407 kg KAN-a

6 Gnojidbom od 160 kg N ha-1 predviđeno je 40 N u jesen u obliku UAN-a Kolikotreba primijeniti litara UAN-a po hektaru ako je volumni udio N u UAN-u 30 anjegova gustoća 13 kg dm-3

(160 acute 40) 100 = 6400 kg N u obliku UAN-a(64 acute 100) 30 = 21333 litara UAN ha-1

21333 13 = 16410 kg UAN ha-1

7 Na temelju kemijske analize tla utvrđena je potreba gnojidbe nasada jabuke 130 75 180 Ako je broj stabala 1650 ha-1 (sadnja 3 x 2 m) koliko treba primijenitigrama KAN-a (27 N) po jednom stablu MAP-a (12 N i 52 P2O5) i KCl-a (60 K20)

75 (52 acute 100) = 14423 kg MAP ha-1 ili 14423 g m-2

(14423 acute 12) 100 = 1731 kg N sadržano je u MAP-u(130 - 17313) acute (10027) = 41738 kg KAN ha-1 ili g m-2

(180 acute 60) 100 = 10800 kg KCl ha-1 ili 108 g m-2

Dakle za gnojidbu po jednom stablu jabuke potrebno je41738 (1650 acute 1000) = 253 g KAN stablo-1

14423 (1650 acute 1000) = 87 g MAP stablo-1

10800 (1650 acute 1000) = 65 g KCl stablo-1

8 Koliku je količinu KCl 60 potrebno otopiti u 400 litara vode za 1 ha kako biotopina imala koncentraciju od 2 K2O

Budući da 1 kg KCl u 400 dm3 ima koncentraciju od 015 (1400 acute 60 = 015) atražena koncentracija otopine je 20 potrebno je otopiti 1333 kg KCl u 400 litaravode (10 acute 20 acute 60100) odnosno folijarna gnojidbena doza iznosi 80 kg K2O ha-1

404

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Napomena Folijarnom se gnojidbom može primijeniti vrlo ograničena doza aktivnetvari pa je takav vid gnojidbe rezerviran za mikroelemente a makroelementi semogu primjenjivati fertigacijom (gnojidba + navodnjavanje) ili kemigacijom(gnojidba + zaštita + navodnjavanje) Također koncentracije otopine za folijarnuprimjenu uglavnom su ispod 1 a primjena je ograničena na hladniji dio dana

9 Koliko 200 litara UAN-a sadrži dušika ako je njegova gustoća 13 kg dm-3 a konc 30 N volumno

Kako je zapremina u litrama acute gustoća tekućine = masa u kg onda je masa 200litara UAN-a = 260 kg (200 acute 13 = 260) a sadržaj dušika = 78 kg (260 acute 30 100 =78)

10 Postignut je prinos od 65 t ha-1 pšenice uz vlagu od 18 Koliko je tim prinosomodneseno N P2O5 K2O Fe i Mn ako su u suhoj tvari (14 ) kemijskom analizomutvrđene sljedeće koncentracije elemenata N = 223 P = 035 K = 120 Fe =124 ppm i Mn = 65 ppm

6500 - ((6500 acute (18-14)100) = 6240 ST kg ha-1

(6240 acute 223) 100 = 1392 kg N(6240 acute 035) 100 acute (142 62) = 500 kg P2O5

(6240 acute 120) 100 acute (942 782) = 902 kg K2O(6240 acute 124) 106 = 0774 kg Fe(6240 acute 65) 106 = 0406 kg Mn

11 Za elementarnu analizu uzeto je 1 g ST i razoreno smjesom kiselina i vodikovogperoksida u 100 ml osnovne otopine gdje je utvrđeno 84 ppm Ca i 365 ppm FeKoliko kg CaO i Fe2O3 sadrži prinos od 8 t ha-1 ST

84 ppm Ca = 84 microg ml-1 = 840 microg g-1 ST = 840 mg Ca kg-1 ST840 mg acute 8000 kg ST = 6720000 mg odnosno 672 kg Ca ha-1

365 mg acute 8000 kg ST = 2920000 mg odnosno 292 kg Fe ha-1

672 acute (56079 4008) = 940 kg ha-1 CaO292 acute (158971 110974) = 418 kg ha-1Fe2O3

12 AL-metodom je utvrđeno kako tlo sadrži 12 mg P2O5 100 g-1 tla Koliko je potrebnosuperfosfata kg ha-1 kako bi raspoloživost fosfora porasla na 15 mg P2O5 100g-1 tlaako je volumna gustoća tla 145 kg dm-3 a dubina oraničnog sloja 30 cm

1 m3 tla teži 1450 kg (10 dm acute 10 dm acute 10 dm acute 145 = 1450 kg) dok 03 m3 teži435 kg (1450 acute 03 = 435 kg)435 acute 10000 m2 = 4350000 kgha (težina oraničnog sloja 1 ha)12 acute 10 acute 4350000 acute 10-6 = 5220 kg P2O5 ha-1 (u tlu uz 12 mg 100 g-1)15 acute 10 acute 4350000 acute 10-6 = 6525 kg P2O5 ha-1 (u tlu uz 15 mg 100 g-1)Potrebno je dodati gnojidbom = 1305 kg P2O5 ha-1 (5625 - 4500)(1305 acute 100) 18 = 725 kg ha-1 superfosfata s 18 P2O5

Napomena Uzimajući realnu učinkovitost gnojidbe fosforom od oko 20 u prvojgodini primjene količina superfosfata morala bi biti oko pet puta veća da sestvarno podigne raspoloživost fosfora za traženu veličinu Učinkovitost gnojidbe

405

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

fosforom ovisi o više čimbenika pH reakciji tla humusu trenutnoj raspoloživosti PCa i dr

13 AL-metodom je utvrđeno kako tlo sadrži 15 mg K2O 100 g-1 tla Koliko je potrebnoKCl (60 ) u kg ha-1 da raspoloživost kalija poraste na 20 mg K2O 100 g-1 tla ako jevolumna gustoća tla ρ = 150 kg dm-3 a dubina oraničnog sloja 25 cm

1 m3 tla teži 1500 kg (10 dm acute 10 dm acute 10 dm acute 150 = 1500 kg)025 m3 teži 375 kg (1500 acute 025 = 375 kg)375 acute 10000 m2 (1 ha) = 3750000 kgha (težina oraničnog sloja 1 ha)15 acute 10 acute 3750000 acute 10-6 = 5625 kg K2O ha-1 (u tlu uz 15 mg 100g-1)20 acute 10 acute 3750000 acute 10-6 = 7500 kg K2O ha-1 (u tlu uz 20 mg 100g-1)Potrebno je dodati gnojidbom = 1875 kg K2O ha-1 (7500 - 5625)(1875 acute 100)60 = 3125 kg ha-1 KCl s 60 K2ONapomena Uzimajući realnu učinkovitost gnojidbe kalijom od oko 50 u prvojgodini primjene količina KCl-a morala bi biti oko dva puta veća da se stvarnopodigne raspoloživost kalija za traženu veličinu Efikasnost gnojidbe kalijom ovisi oviše čimbenika sadržaju i tipu gline trenutnoj raspoloživosti K količini Ca u tlu i dr

14 Koncentracija humusa u tlu je 225 Ako je godišnja rata mineralizacije humusa 1 volumna gustoća tla 145 kg dm-3 a dubina oraničnog sloja 30 cm koliko semože očekivati mineralnog dušika iz procesa mineralizacije humusa

1 m3 tla teži 1450 kg (10 dm acute 10 dm acute 10 dm acute 145 = 1450 kg)030 m3 teži 435 kg (1450 acute 030 = 435 kg)435 acute 10000 m2 (1 ha) = 4350000 kgha (masa oraničnog sloja 1 ha)(4350000 acute 225 humus) 100 = 97875 kg humusa ha-1

(97875 acute 1 god) 100 = 97875 kg god-1 se razloži humusaBudući da je omjer CN u humusu ~ 101 humus sadrži prosječno 50 C i 5 N (4-6 ) Otuda je količina mineraliziranog N ha-1god-1(97875 acute 5)100 = 4893 ili ~ 50 kg N ha-1 god-1 (za uvjete istočne Hrvatske)Napomena Učinkovitost mineraliziranog N iz organskih rezervi odnosno tzvaktivnog pula humusa podjednaka je njegovoj primjeni iz organskog i mineralnoggnojiva dakle 50

15 Analizom je utvrđeno kako tlo s 225 vlage sadrži 25 ppm nitrata Koliko je todušika u sloju do 30 cm dubine zračnosuhog tla čija je ρv = 145 kg dm-3

03m acute 145 acute 106 = 4350000 kg tla ha-1 uz vlažnost 225 4350000-(4350000 acute 225100) = 3371250 kg zračnosuhog tla ha-1 (0-30 cm)3371250 acute 25 1000000 = 8428 kg NO3 ha-1

8428 acute 0226 = 1905 kg N-NO3 ha-1 (zračnosuho tlo 0-30 cm)Napomena N-NO3 = NO3 acute 0226 jer je 14 (N) 62 (3O) acute 100 = 0226

16 Koliko je potrebno dodati dušika (N kg ha-1) za sprječavanje dušičnog manjka (N-depresije) nakon žetve uljane repice ako je količina žetvenih ostataka 50 t ST ha-1uz koncentraciju N = 075 i C = 350

406

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

100 kg žetvenih ostataka uljane repice sadrži približno 35 kg ugljika i 075 kg dušikaU procesu mineralizacije iz slame mikroorganizmi asimiliraju oko 35 C pri čemu jenjihova potreba za N oko 12 na usvojenu količinu ugljika Proračunom dušičnogfaktora kojim se množi količina žetvenih ostataka procjenjuje se potrebnakoličina dušika za mineralizaciju(35 kg C acute 035) = 1225 kg C 100 kg-1 iz žetvenih ostatakauzmu mikroorganizmi (1225 kg C acute 12 N) 100 = 147 kg N (potreba mikroorganizama) 147 - 075 = 072 (dušični faktor)5 (t ha-1 žet ost) acute 10 acute 072 = 36 kg N ha-1 za mineralizaciju ili 3646 acute 100

= 783 kg uree ha-1

17 Koliko je potrebno primijeniti kalcijevog karbonata kako bi se zasićenost bazamaKIK-a podigla s 65 na 80 ako je vrijednost KIK-a 220 cmol(+) kg-1 tla a masaoraničnog sloja 3 milijuna kilograma

((80 - 65) 100) acute (22 2) = 165 g CaCO3 kg-1 tla (frac12 KIK-a jer je Ca dvovalentan)165 acute 3 acute 106 = 4950000 mg CaCO3 ha-1 ili 495 t CaCO3 ha-1

Obrazloženje22 acute (80 - 65) 100 = 33 mekv 100 g-1 treba popuniti kalcijem33 acute 20 acute 10 = 660 mg Ca kg-1 tla (~ 20 je ekvivalentna masa Ca =

40082)660 acute 3 acute 106 = 1980000000 mg odnosno 1980 kg Ca ha-1

1980 acute 100 40 = 4950 kg CaCO3 Ca ha-1 (CaCO3 sadrži 40 Ca)Napomena U poglavlju o kalciju prikazan je pojednostavljen postupak proračunapotrebe u kalcizaciji

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

13 TLOZNANSTVENI POJMOVNIK

ABA - abscisinska kiselina je biljni hormon koji pretežno inhibira procese rasta a uključen je i uregulaciju mehanizma rada pučiabiotički stres - vanjski (neživi) čimbenik koji štetno utječe na biljke (npr suša ekstremnetemperature i dr)abrazija - fizikalno vremensko trošenje stijena uz pomoć vode ledenjaka ili vjetraabsorpcija (apsorpcija) - usvajanje tvari ili energije iz supstrata ulaz vode i hranjivih tvari u korijenkao rezultat metaboličkih procesa (aktivno) ili na temelju razlike u difuznom gradijentu (pasivno)acidifikacija (zakiseljavanje) - proces zamjene kationa na adsorpcijskom kompleksu tla vodikovimionima Acidifikacija poljoprivrednih tala je prirodni proces koji se događa kad je godišnja količinapadalina gt 630 mm (Slavonija) Zakiseljavanje tla može izazvati i industrijska polucija posebicekisele kiše u širem području velikih energetskih postrojenja ali i dugotrajna primjena fiziološkikiselih gnojiva i slaciditet tla (kiselost tla) - može biti aktualni (pH u vodi) supstitucijski (pH u KCl-u) i hidrolitički(cmol(+) dm-3 g-1)acidoidi - koloidi tla ukupno negativnog nabojaadsorpcija - fizikalno površinsko zadržavanje čestica iona ili molekula npr adsorpcija Ca2+ nanegativno nabijene koloide tla glinu ili humusadsorpcijski kompleks - skup različitih tvari u tlu pretežito koloida sa sposobnošću adsorpcijeglina i humus tlaaeracija - ulazak atmosferskog zraka u tlo Intenzitet aeracije ovisi o broju veličini i kontinuitetupora te njihovoj ispunjenosti zrakom odnosno vodom Optimalna aeracija tla je kod ~ 30 zrakau tlu 15-20 je normalno a lt 10 je loše za rast biljakaaerobni - uvjeti u kojima je neprekidan dotok molekularnog kisika fiziološki procesi koji imajuneprekidnu potrebu za kisikomaerobni mikroorganizmi - organizmi kojima je za život neophodan molekularni kisikafinitet - svojstvo atoma da lako gradi kemijsku vezu s drugim atomima ili spojevimaagregacija - procesi koji sjedinjuju ili sljepljuju pojedinačne čestice tla (pijesak prah glina) uformu agregata pomoću iona Ca2+ kao koagulatora organske tvari tla seskvi oksida CaCO3agregati tla - pojedinačne nakupine čestica (formirane prirodno ili sintetski) npr granule grudepelete gnojiva konkrecije i sl Mikroagregati su promjera lt 025 mm a makroagregati gt 025 mmagrikulturna kemija (agrokemija) - znanost koja proučava uporabu kemijskih sredstava upoljoprivredi u širem smislu znanstvena disciplina koja proučava odnose i zakonitosti izmeđubiljaka tla i gnojiva radi povećanja prinosa i kvalitete poljoprivrednih proizvoda kao i svojstva iprocese u tluagrikulturni otpad - otpadni materijal nastao u biljnoj i stočarskoj proizvodnji Uključuje stajskignoj žetvene ostatke (slama pljeva lišće) ostatke povrća itdagroekološka zona (AEZ) - manje poljoprivredno područje sličnih svojstava (okolišnih utjecaja)pogodnosti i potencijala produkcijeagrofitocenoza - zajednica istovrsnih poljoprivrednih biljaka kao što su ratarski ili povrtlarskiusjevi trajni nasadi i sl u kojima vladaju specifični i pomoću agrotehnike nadzirani uvjeti(antropogeno djelovanje na biotop i biocenozu)agronomija - poljodjelstvo poljoprivreda zemljoradnja dio agrikultureagrosfera - mega agroekosustav cjelokupni poljoprivredni prostor na Zemlji

408

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

agrosustav - ograničen poljoprivredni prostor dio agrosfereAIK (AEC = anion exchange capacity) - anionski izmjenjivi kapacitet tla ukupna količina izmjenjivovezanih aniona u tlu izražava se u cmol(+) kg-1 tlaakropetalno (ascedentno) - smjer premještanja vode i hraniva u biljci od korijena prema izdankuUglavnom ne predstavlja poteškoću jer su svi hranjivi elementi u tom smjeru dobro pokretljiviaktinomicete - porodica mikroorganizama u evolucijskom nizu između bakterija i gljiva posjedujurazgranati micelijaktivitet aktivitetni omjer - djelatna koncentracija neke tvari koja je uvijek niža od koncentracijezbog međusobne sprege otopljenih čestica (međusobno ili s drugim česticama) Npr aktivitetniomjer K+ čvrsto je povezan s Ca2+ i Mg2+

KK

(Ca+Mg)

aAR =a

aktivni mangan - biljke lako usvajaju reducirani mangan (vodotopljivi Mn2+ izmjenjivo sorbiraniMn2+ i lakoreducirajući MnOOH) dok su više oksidirani oblici kao Mn3+ i Mn4+ inaktivni obliciaktivno usvajanje hraniva - usvajanje tvari kroz žive membrane nasuprot difuzijskom gradijentu(od niže prema višoj koncentraciji hraniva) uz utrošak energije aktivan transport hranivaakumulacija - nakupljanje jednog ili više konstituenata na određenoj poziciji kao rezultattranslokacije u tlu obično vodotopljivih tvari ili čestica gline nakupljnje elemenata ishraneopćenito nakupljanjealbedo - refleksija sunčeve radijacije () Albedo tamnog tla je 5-15 travnjaka 10-20 golog ivlažnog tla s malo organske tvari ~ 50 alelopatija - međusoban utjecaj živih organizama jednih na druge pomoću kemijskih izlučevina iliprodukata razgradnjealge - jedno- ili višestanični niži organizmi koji sadrže klorofil i žive u vodi ili vlažnim uvjetimaalkalijski metali (alkalijske kovine) - elementi I grupe periodnog sustava (Li Na K Rb Cs Fr)mekani male gustoće nepostojani na zraku jednovalentni kationi čije su soli topljive u vodigrade jake bazealkalizacija - proces nastanka alkaliziranih tala (soloneca)alkalizirana tla - tla čiji je pH gt 85 i imaju više od 15 Na na KIK-ualkalna (bazična lužnata) tla - tla čiji je pH gt 73AL-metoda - kemijska ekstrakcijska metoda za određivanje raspoloživog fosfora i kalija u tluEkstrakcijska otopina je amonijev acetatlaktat (pH = 375) u RH se koristi varijanta Egneacuter-Riehm-Domingoalohtona flora - biljke koje su dospjele na različite načine iz drugih područja uzgajane ilisamonikle (neofiti) suprotno od autohtona floraalokacija ndash premještanje tvari npr fotosintata u biljcialternativna poljoprivreda - dijeli se na više tipova poljoprivrede ekološka ili organskanaturalna biodinamička održiva ili obnovljiva integralna itd Zajedničko im je isključivanje ilidrastično smanjenje primjene kemijskih sredstava za zaštitu uporabe mineralnih gnojivaregulatora rasta i aditiva stočnoj ishrani Inzistira se na pravilnom plodoredu korištenju biljnihostataka organskim gnojivima i zelenoj gnojidbi uzgoju leguminoza i biološkim metodama zaštiteod štetnika s ciljem održavanja i povećavanja efektivne plodnosti tlaaluminij ndash ako je u tlu pH lt 50 dolazi slobodan u formi Al(H2O)63+ (Al3+ po konvenciji) a pri reakcijipH lt 45 postaje fitotoksičan Neutralizacija suviška aluminija u tlu obavlja se dodatkom CaSO4

(sulfatizacija) pri čemu nastaju netoksični Al2(SO4)3 Zajedno sa željezom gradi seskviokside (Fe-Al-oksidi)aluminijev hidroksid - Al(OH)3 amfoteran spoj neodređenog sadržaja vode u tlu veže fosfate u

409

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

nepristupačan variscit (AlPO4 acute 2 H2O)aluvij - sedimentni materijal nataložen u aluvijalnim (riječnim) dolinama izlijevanjem rijeka izkoritaaluvijalna tla - recentna tla nastala nanošenjem različitih materijala riječnim tokovima pretežnoplodna tlaamensalizam - ekološki izraz za antagonizam (odnos u kojem jedan organizam šteti drugom)amfistomalno - lišće koje ima puči (stome) s obje strane (epistomalno = puči samo gorehipostomalno = puči samo dolje)amfoliti - amfoterni elektroliti koji ovisno o pH-vrijednosti mogu reagirati kao kiseline ili baze(npr aluminijev hidroksid)amfoternost amfoteran - sposobnost tvari da se ponaša kao kiselina i kao bazaaminizacija - prvi stupanj razlaganja (mineralizacije) organske tvari u tlu do aminokiselina kojiobavljaju mikroorganizmi pomoću enzima peptidazaorganska tvar reg R-NH2 + CO2 + ostali produkti + energijaamofosi i amofoske - NP i NPK kompleksna gnojiva dobivena postupkom razlaganja sirovih fosfatasumpornom kiselinom Opća formula NH4H2PO4 + KCl reg NH4Cl + KH2PO4 reg NPK (amofoska)amofosi ne sadrže kalijamonifikacija - drugi stupanj mineralizacije organske tvari u tlu koji obuhvaća izdvajanjeamonijaka iz oslobođenih aminokiselina tijekom dezaminizacije pod utjecajem enzimadezaminaza R-NH2 + H2O reg NH3 + R-OH + energija Jako ovisi o CN omjeru te organska tvarmora sadržavati 15-2 N da bi u amonifikaciji došlo do oslobađanja amonijakaamorfan - kruta tvar nekristalinične građeAN - mineralno gnojivo amonijev nitrat NH4NO3 Sadrži 335 Nanabolizam - sintetski metabolički procesi (zahtijevaju energiju) sinteza organske tvarianaerobni organizmi - organizmi kojima za život nije neophodan molekularni kisikanaerobni uvjeti i anaerobioza - uvjeti bez ili s nedostatkom slobodnog molekularnog kisikafiziološki procesi bez potrebe za kisikom npr anaerobna fermentacija anaerobna fazakompostiranja i slANC ili pHBC ndash Acid neutralizing capacity ili puferni kapacitet tla protiv zakiseljavanja kemijskereakcije koje do neke mjere mogu neutralizirati promjene pH-vrijednosti u tluanion - ion ukupno negativnog nabojaanizotropija ndash općenito to je posjedovanje nekih fizikalnih svojstava u različitim smjerovimavektorska fizikalna svojstva minerali ili dijelovi tla koji zakreću ravan polarizirane svjetlosti (dajućiinterferentne boje)anoksija - uvjeti bez kisika kada je korijen u zbijenom ili vodom saturiranom tlu sjeme ispodpokorice smrznuta površina tla i sl Nastupa kada je kapacitet tla za zrak lt 4 anorganska tvar - mineralna tvar tvar u kojoj ne postoji veza između dva ugljikova atomaantagonizam - ekološki izraz za odnos u kojem jedan organizam šteti drugomantagonizam iona (hraniva) - konkurencija pojedinih iona (sličnih kemijskih svojstava nabojapromjera itd) na isti mehanizam usvajanjaantiport (protutransport) - istovremeno premještanje dva iona kroz membranu u suprotnimsmjerovima npr Na+- H+)antitranspiranti - sintetski ili prirodni proizvodi za smanjivanje gubitaka vode transpiracijomutječu na zatvaranje puči ili refleksijom svjetlosti snižavaju temperaturu lišćaantropogen - nastao djelovanjem čovjekaantropogenizacija - proces promjene prirodnih (djevičanskih) tala pod utjecajem obrade

410

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

fertilizacije ili melioracijaapatit - kalcijev fosfat s fluoridnim kloridnim ili hidroksidnim ionom Ca5(FClOH)(PO4)3 apikalna dominantnost - prevlađujući rast vrha biljke Ako se odstrani vršak auksini ćestimulirati razvoj bočnih izboja od kojih jedan preuzima dominantnu funkciju što je važno zaformiranje različitih uzgojnih tipova u voćarstvu i vinogradarstvuapoplast - prividno slobodan prostor korijena negativno nabijen prostor između stanica korijenaispunjen celuloznim fibrilama kemicelulozom i pektinom strukturno apoplast čini kontinuumzidova susjednih stanica i izvanstaničnih prostorakoji olakšava transport vode s otopljenimtvarima kroz tkiva i organe biljakaapotomično disanje (OPP) - oksidacijski pentoza-fosfatni ciklus ili apotomično disanjemetabolizam povezan s glikolizom (oba se odvijaju u citoplazmi) bez potrebe za kisikom kodživotinja je OPP metabolizam značajan u sintezi mastiargiluvični horizont - iluvijalni horizont u kom se akumulira glina iz gornjeg horizontaaridan - sušan područje s malo oborina za normalnu biljnu produkcijuatmosfera - zračni omotač Zemlje sastavljen od smjese plinova (dušik kisik ugljikov(IV)-oksiddušikovi oksidi plemeniti plinovi amonijak ozon) prašine i mikroorganizamaauksini - biljni hormoni koji djeluju stimulacijski na rast i razvitak biljaka prekursor jeaminokiselina triptofan a najznačajniji auksin je indol-β-octena kiselina drugi indolni auksini kojimogu stimulirati rast biljaka su indol-3-mliječna kiselina indol-β-pirogrožđana kiselina indol-β-etanol itdautohtona flora - lokalna (izvorna) samonikla flora biljke koje rastu u svom prirodnom okolišuautomorfna tla - odjel tala u hrvatskoj klasifikaciji koja nastaju vlaženjem samo oborinama uzslobodnu perkolaciju vodeautotrofi (autotrofni organizmi) - fotosintetički (fototrofi) ili kemosintetični (kemotrofi) organizmikoji usvajaju ugljik iz CO2 koristeći energiju Sunca ili iz procesa oksidacije anorganskih tvari kojesadrže sumpor vodik amonijeve ili nitratne soli i drautotrofna nitrifikacija - oksidacija amonijevog iona u tlu preko nitrita do nitrata s dvakemoautrotrofna mikroorganizma (Nitrosomonas sp i Nitrobacter sp)bakterije - jedno- ili višestanični mikroskopski organizmibakterijska ili mikrobiološka gnojiva - koristi se više vrsta bakterija i plavozelenih algi posrednagnojiva koja služe za fiksaciju atmosferskog N2 ili mobilizaciju rezervnih hranivabakteriofagi (fagi) - specifični bakterijski virusi koji se razmnožavaju hraneći se bakterijamabar - jedinica za tlak 1 bar = 105 Pa ili 0987 atm ili 750064 torr (mm Hg)baza podataka - organizirani i uskladišteni skup podataka kojem se pristupa pomoćuodgovarajućih kompjutorskih programabaze - hidroksidi metala spojevi koji imaju tendenciju primanja protona alkalijski izemnoalkalijski metali adsorbirani na adsorpcijski kompleks tlabazična reakcija - lužnata alkalna reakcija pH gt 73bazične stijene - eruptivne stijene koje sadrže 40-55 SiO2bazipetalno descedentno - transport hraniva od vrha izdanka prema korijenu Većina elemenataje dobro do umjereno pokretljiva ali ima i onih koji se teško premještaju npr Ca i Bbazoidi - koloidi tla ukupno pozitivnog nabojabeneficijalni elementi - korisni elementi Co Na Si Al Se V Ti La Ce Hraniva koja podoptimalnim uvjetima rasta biljaka nemaju fiziološku ulogu ali utjecaj im je to povoljniji što suuvjeti rasta lošijibentonit - sekundarni mineral u čijem sastavu prevladava montmorilonit jak adsorbens Primjenamu je različita kao hidroizolacijski materijal za bistrenje i stabilizaciju vina kao kondicioner za

411

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

poboljšavanje adsorpcijskih svojstava tla (uglavnom lončanice) za pojačanu adsorpciju prostirke ustajama za sprječavanje gubitaka amonijskog dušika i drbihugnoj (BgM) ndash Biogas Manure gusta polutekuća tvar koja zaostaje u digestorima zaproizvodnju bioplina (metanska fermentacija) iz različitih organskih tvari Fertilizacijska vrijednostmu je znatno veća od stajnjaka jer sadrži prosječno 20 N 10 P2O5 i 15 K2O pH-vrijednostje alkalna (7-9) a sadrži do 10 organske tvaribilanca vode u tlu - količinski izraz vodnog režima tlabiljke hiperakumulatori - biljke s izraženim specifičnim usvajanjem pojedinih elemenata koristese za uklanjanje štetnih tvari najčešće teških metala iz tla Postupak se naziva fitoremedijacijabiocenoza ili biocen - karakteristična skupina živih bićabiociklusi - integracija više bioma u samo tri biociklusa (mora slatke vode i kopno) koji činejedinstvo žive i nežive prirodebiofizikalni modeli - pojednostavljeni proizvodni sustavi korištenja zemljišta (pokusi) kojiomogućuju predviđanje i prije njihove stvarne primjenebiogeni (esencijalni) elementi - esencijalni ili biogeni elementi (17) makrolementi (C O H N PK S Ca i Mg) mikrolementi (Fe B Mn Zn Cu Mo Cl i Ni) vjerojatno još Na Si Co i VNeophodan element je a) potreban tijekom cijelog životnog ciklusa biljaka b) ima posebnunezamjenjivu funkciju i c) ima neposrednu ulogu odnosno obavlja specifične fiziološke funkcijebiogeokemija - znanstvena disciplina koja proučava djelovanje mikroorganizama na geološketransformacije npr izučavanje ciklusa N i Sbiološka gnojiva - sadrže žive organizme kao što su bakterije mikorizne i saprofitske gljivepaprati (npr Azolla pinnata) plavozelene alge (npr Anabaena Nostoc) itd povećavajumikrobiološku aktivnost i raspoloživost hranjivih tvari u tlu štite biljke od patogenih organizamapopravljaju strukturu često sadrže organsku komponentu kao supstrat i nosač mikroorganizamaimaju važnu ulogu u ekološkoj proizvodnji hrane revitalizaciji devastiranih i oštećenih površina(nakon obimnih zemljanih radova u eksploataciji mineralnih sirovina zaštiti deponijaindustrijskog (fosfogips saturacijski mulj pepelišta termoelektrana i dr) i komunalnog otpada)biološko-dinamička agrikultura - ekološka proizvodnja hrane koja zahtijeva potpuno poštivanjeprirodnih uvjeta uzgoja biljaka te potpuno pridržavanje uputa za pripremu organskog gnojiva ikomposta osnivač Rudolf Steinerbiom - integracija više ekosustava u velike zajednice (listopadna šuma stepa tajga i sl)biomasa - a) masa živih organizama u volumenu tla na površini od 1 m2 do dubine kojaomogućava život ili prodor živih organizama b) masa živih organizama u jedinici volumenabioraspoloživa (raspoloživa) hraniva - kemijski i fizički pristupačna hranivabiorazgradiv - tvari koje se mogu razgraditi u jednostavnije spojeve pomoću enzimskih aktivnostibioremedijacija - korištenje mikroorganizama ili biljaka za rješavanje (liječenje) ekološkihproblema uglavnom onečišćenja teškim metalima naftom i drbiosfera - iako samo tanak sloj na površini Zemlje nezamjenjiv je transformator energije Sunca ukemijsku energiju organskih (ugljikovih) spojevabiosinteza - sinteza organske tvari iz jednostavnijih kemijskih spojevabiosolid - mulj kruti ostatak nakon prečišćavanja otpadnih vodabiotehnologija - korištenje živih organizama za dobivanje složenih organskih tvari u većemobično industrijskom opsegubiotest - laboratorijski test koji koristi žive organizmebiotit - silikatni mineral Mg-Fe-liskun (K(MgFe)3(AlSi3O10)(OHF)2) primarni mineral vulkanskog ilimetamorfnog podrijetlabiotop ili abiocen - naseljeno stanište (biocen ili biocenoza = životna zajednica)

412

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

biotski stres - jak štetan utjecaj na biljke izazvan virusima gljivicama bakterijama i drugimštetnicimabitter pit - gorke jamice kod jabuke simptom propadanja parenhima plodova (blossom and rotkod plpdova rajčice i paprike) zbog pojačane aktivnosti enzima pektinaze i autolize staničnihstijenki povezan s deficitom kalcijaboja tla - boja ima tri komponente osnovna boja nijansa i zasićenost boje endomorfološkaoznaka pomoću koje se diferenciraju horizonti i očitava dinamika unutar profila tla kemijski imineraloški sastav tla određuju boju koja je kombinacija tri osnovne boje crne crvene i bijelebonitet zemljišta - pedološka i druga svojstva zemljišnih površina odgovara međunarodnompojmu Land Capability Classification Uobičajena je podjela u 8 klasa od kojih su prve 4 pogodneza obraduborna gnojiva - boraks (natrijev tetraborat dekahidrat) 11 B (Na2B4O7 acute 10 H2O)anhidrirani(bezvodni) boraks 22 B (Na2B4O7) borna kiselina 18 B (H3BO3) solubor(polyborat borsol) 21 B (Na2B8O13 acute 4 H2O) kolemanit 9-14 B (Ca2B6O11 acute 5 H2O netopljiv uvodi)BPO (BOD = Biological Oxygen Demand) - količina kisika potrebna za biološku oksidaciju organsketvaribraunizacija - pojačano trošenje primarnih minerala uz intenzivnu tvorbu sekundarnih minerala(argilogeneza) i višak slobodnih hidratiziranih spojeva željezabudget hraniva - tok hraniva unutar jedne farme ili gospodarstva a obuhvaća input hraniva(primjena gnojiva kondicionera tla rezidue prethodnog usjeva leguminoze organski gnoj i dr) ioutput hraniva (iznošenje ispiranje erozija itd) koje zajedno označavamo kao bilancu hranivaBilanca nekog hraniva može biti pozitivna negativna i neutralnaC N omjer - omjer mase ugljika prema masi dušika u organskoj tvari Opisuje potencijalmineralizacije organske tvari u tlu (za amonifikaciju najpovoljniji omjer je 20-25 1)ciklus ugljika - kruženje ugljika u prirodi konverzija CO2 u organsku tvar pomoću kemosintetičnihili fotosintetičnih organizama recikliranje kroz biosferu s djelomičnom inkorporacijom u organskutvar tla i vraćanje u atmosferu kroz proces disanja ili izgaranja (npr paljenje žetvenih ostatakapožari)citoplazma - polutekući koloidni sadržaj žive staniceCNL - Critical Nutrient Level sistem utvrđivanja potrebe za gnojidbom na temelju analize biljnetvari u kojem se kritičnom razinom smatra koncentracija nekog elementa pri kojoj dolazi do 10 smanjenja prinosacormophyta - više biljke stablašicecounter transport - kad je mehanizam usvajanja nekog iona spregnut s izdvajanjem drugoga nprK+- H+ OH-- H2PO4-c-razmak - ponavljajuća distanca slojeva kristalne rešetke sekundarnih minerala (kaoliniti = 07nm iliti ~10 nm vermikuliti gt 20 nm)čilska salitra - mineralno gnojivo natrijev nitrat NaNO3 sadrži 15-16 Ndalton - unificirana atomska jedinica mase (znak mu u Da) rabi se za izražavanje masa atomamolekula i sličnih čestica dvanaestina mase 12Cdaljinska istraživanja - primjena različitih metoda prikupljanja i interpretacije informacija oudaljenim objektima bez fizičkog dodira s objektom pri čemu se koriste zrakoplovi sateliti isvemirske sonde Metode rabe električno-magnetsku indukciju (EMI) gravitacijska mjerenja terazličite vrste snimaka (fotografskih termalnih radarskih itd)DAP - kompleksno mineralno gnojivo amonijev hidrogenfosfat (NH4)2HPO4) ili stari naziv diamonij-fosfat (DAP) formulacije 18460 deficit hraniva - općenito nedostatak biljnih hraniva u tlu uz pojavu brojnih simptoma nedostatka

413

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

hraniva (usporen rast kloroza nekroza niži prinos loš kvaliteta proizvoda)defiksacija hraniva - proces suprotan fiksaciji hranivadeflokulacija - odvajanje čestica disperzija kemijska ili fizikalnadegradacija tla - pogoršavanje fizikalnih kemijskih i bioloških svojstava tla smanjenje kapacitetaproizvodnje Intenzivna degradacija tla zahtijeva trenutnu promjenu načina korištenja tla radinjegovog očuvanja i zaštite od štetnih procesadehidratacija - suprotno hidrataciji ili kemohidrataciji endoterman procesdekarbonatizacija (izluživanje) tla - ispiranje CaCO3 iz jednog ili više slojeva tla u niže horizontedekompozicija - a) početni stadij razgradnje organske tvari u tlu b) razgradnja organske tvaripomoću mikrobiološke iili enzimske aktivnostidenitrifikacija - redukcija N-NH4 do molekularnog dušika (N2) ili dušikovih oksida (NOx)mikrobiološka i kemijska Rezultira gubitkom dušika u atmosferu iz tla u redukcijskim uvjetimadepozit - materijal smješten na novu poziciju uslijed aktivnosti ljudi ili prirodnim procesima(vjetar voda led gravitacija)desalinizacija - ispiranje soli iz tla uklanjanje soli iz morske vodedesertifikacija - širenje pustinje u aridnim i semiaridnim područjima na poljoprivredna tla kaoposljedica promjene klimatskih prilika ili neadekvatne antropogene aktivnostidesorpcija - oslobađanje iona iz električnog polja (npr koloidne micele)diazotrofi - mikroorganizmi koji mogu fiksirati atmosferski N2 a mogu biti simbiotski inesimbiotski diazotrofi To su neke vrste bakterija plavozelenih algi (Coccogoneae iHormogoneae) i možda gljivica koje mogu uz pomoć energije oslobođene oksidacijom organsketvari tla vezati atmosferski N2 i koristiti ga za svoje potrebe (nesimbiotski diazotrofi) Od aerobnihslobodno živućih fiksatora dušika poznati su Azotobacter Azospirillum i Beijerinckia (više vrsta)od anaerobnih Clostridium pasteurianum a od fakultativno anaerobnih Klebsielladifuzija - tendencija izjednačavanja koncentracije plinova ili otopina preko dodirnog slojadigestija - razgradnja (mikrobiološka anaerobna i aerobna) varenje ili probava hranekoncentracija saharoze u korijenu šećerne repedikotiledone - biljke dvosupnicedinamički simulacijski modeli - modeli koji koriste vremenski slijed ulaznih podataka za simulacijubiofizikalnih mehanizama (npr rasta razvitka i tvorbe prinosa) i prema zakonima prirode dajuodgovore za različite agroekološke uvjetedinamika hraniva u tlu - promjene intenziteta i oblika raspoloživosti hraniva u tludisanje - metabolični proces uz usvajanje kisikadisperzija - razlaganje agregata tla do pojedinačnih česticadistrična tla - kisela tla (pH(HOH) le 55) čiji je KIK slabo zasićen bazama (V le 50 )dolomit - kalcijev magnezijev karbonat (CaCO3 acute MgCO3) glavni lako lomljivi sastojak stijenadolomita i dolomitskih mramoradominantan - vladajući snažan moćan npr u procjeni produktivnosti tla izbor usjeva je ključni ilidominantan atributDonnanov zakon ili ravnoteža - neravnomjerna raspodjela iona s dvije strane stanične stijenkepasivno usvajanje hranivadormantnost - razdoblje u kojem biljke (sjeme) miruju čekajući povoljnije uvjete sredine nprtemperaturu vlagu duljinu danadoza - izraz za količinu hraniva na jedinicu površine u primjeni gnojiva pesticida i slDRIS - Diagnosis and Recommendation Integrated System koncept jedinstvenog sustavadijagnoze i preporuka utemeljen na utvrđenim odnosima elemenata koristi se neovisno o

414

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

agroekološkim uvjetima proizvodnjedušični manjak (N-depresija) - prolazni nedostatak dušika izazvan unošenjem u tlo svježeorganske tvari širokog CN omjera (npr slame) mikrobiološka fiksacija dušikaedafologija - znanost koja istražuje utjecaj koji tlo ima na sva živa bića naročito biljke uključujućii načine korištenja zemljišta pri uzgoju biljaedafon - živa faza tla ukupno oko 5 t ha-1 Čine ju bakterije i aktinomicete (40 ) gljive (40 )makrofauna (5 ) mikro i mezofauna (3 ) te crvi (12 )efektivna plodnost tla (produktivnost biljnog staništa) - složeno svojstvo tla koje definira količineorganske tvari koju biljke mogu sintetizirati na nekom staništu tijekom vegetacijskog razdobljaegzergone reakcije - kemijske ili biokemijske reakcije koje oslobađaju energijuEhrenbergov zakon - antagonizam Ca i K omjer CaKekologija - znanost koja proučava interakciju organizama - međusobno i s okolišemekološka proizvodnja hrane - proizvodnja hrane bez korištenja mineralnih gnojiva i sintetskihpreparata temelji se na harmoniji čovjeka i prirodeekološko opterećenje okoliša = broj stanovnika acute tehnologija acute životni standardekosustav ili biogeocenoza - biocenoza i biotop formiraju cjelinu višeg reda tzv ekosustav ilibiogeocenozu što je temeljna jedinica ekologije i predstavlja izuzetno složen i dinamičan sustav ukojem se promjena bilo koje komponente (žive ili nežive) reflektira na čitav sustav Utjecaj neživihkomponenti ekosustava na žive nazivaju se akcije a odgovor živih organizama na njih su reakcijedok se međusobni utjecaji živih organizama označavaju kao koakcijeekspertni sustav (ekspertni računalni model) - kompjutorski modelprogram za rješavanjakompleksnih problema bez prisustva eksperata (npr ALRxp kalkulator za utvrđivanje potrebe ugnojidbi na temelju podataka o tlu klimi uređenosti tla agrotehnici i dr) kompjutorski modelrješavanja problema utemeljen na znanjuekstinkcija - apsorpcija svjetlosti optička gustoćaekstravaskularno kretanje vode - kretanje vode u biljci od stanice do stanice kroz mikrokapilarestaničnih stijenki malog je intenziteta i temelji se na osmotskim silamaektodezme - sustav pora u celuloznoj građi stanične stijenke neplazmatičnog tipaekvivalencija - jednakost vrijednosti Primjer zamjena iona na KIK-u moguća je samo uelektroekvivalentnim omjerima npr ion Ca2+ zamjenjuje 2 K+ 2 Na+ zamjenjuju Mg2+ itdelekroprovodljivost (konduktivitet) tla EC - mjeri se konduktometrom u suspenziji tla i vode (15ili 125) a izražava u dS m-1 (1 S = 1 ohm-1 = mho S = Siemens) U hortikulturi i uzgoju uposudama koriste se fertometri obično kalibrirani tako da pokazuju 620 ppm soli kad je očitanje 1mS cm-1 pri 20 degC 1 S = 1 Ω-1 = 1 AV = 1 A2W = 1 kgminus1 mminus2 s3 A2

električno-magnetska indukcijska EMI - pojava nastanka elektromotorne sile u zavojnici kojaobuhvaća promjenljivi magnetski tok prijenos električne struje bez kontakta (indukcijom)elektrogena ionska crpka - ionska crpka koja ubacivanjem iona u stanicu dovodi do promjenepotencijala i formira proton-motornu silu (npr sinteza ATP)elektrokemijski gradijent - razlika u naboju uvjetovana razlikom u koncentraciji iona (npr s dvijestrane membrane = membranski potencijal = elektrokemijski gradijent) Nabijene čestice (ioni)kreću se niz elektrokemijski gradijentelektrokemijski potencijal Eh - električni potencijal koji generiraju oksido-redukcijski procesiizražava se u mV vrijednosti u tlu od -300 do +700 mVVažan je u razgradnji organske tvari tla Eh gt +300 mV = aerobna respiracija Eh -100 do +300 mV= fakultativno anaerobna respiracija Eh lt -100 mV = anaerobna respiracijaelektroneutralna ionska crpka - ionska crpka koja ubacuje u stanicu jedan kation aistovremeno se izbacuje drugi tako da se elektrokemijski potencijal stanice ne mijenja prema

415

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

vanjskom potencijalueluvijacija - pedogenetski proces ispiranja gline humusa ili seskvi oksida vodom iz gornjihhorizonata u niže Rezultira formiranjem iluvijalnog horizontaeluvijalni horizont E - horizont u kojem se odvija eluvijacijaempirijsko-statistički modeli - iskustveni modeli kreirani statističkom analizom velikog brojapodataka omogućavaju kvantitativnu predikciju prinosa usjevaendergone reakcije - kemijske ili biokemijske reakcije koje troše energijuendoderma (korijena) - endodermalni sloj suberiniziranih stanica s nepropusnim Kasparijevimpojasomendoplazmatski retikulum - složeni membranski sustav koji povezuje plazmalemu s membranomjezgre tonoplastom vakuolom i drugim organelama staniceeolski eolski depoziti - akcija uzrokovana vjetrom fini sedimenti (les dine pustinjski pijesak i finivulkanski pepeo) premješteni vjetromerozija ndash odnošenje materijala (kamenje čestice tla) po površini tla djelovanjem gravitacije i nizaklimatskih čimbenika (površinska voda led kod topljenja vjetar)EUF-metoda - elektroultrafiltracijska metoda (Nemeth 1976) koja se temelji na ekstrakcijihraniva iz tla uz pomoć električnog jednosmjernog napona pri čemu se koloidi tla od vodene fazeodvajaju pomoću specijalnih membranskih filteraeukarioti - organizmi koji posjeduju nasljedni materijal u jezgri obavijenoj jezgrinom membranomU ovakvim stanicama su se razvile brojne stanične organele viši organizmieutrična tla - tla neutralne i alkalne reakcije (pH(HOH) gt 55) čiji je KIK zasićen bazama (V gt 50 )eutrofično tlo - sadrži optimalnu količinu biljnih hranivaeutrofikacija - obogaćivanje (onečišćavanje) prirodne vode hranjivim tvarima što izaziva bujanjealgi a nakon njihovog izumiranja nestanak kisika u vodi i smrt mnogih organizama (npr riba)evaporacija - gubitak vode isparavanjem iz tla u atmosferuevapotranspiracija - kombinacija procesa evaporacije i transpiracije gubitak vode isparavanjem iztla i biljakafakultativno aerobni organizmi - mikroorganizmi koji su sposobni živjeti i funkcionirati uaerobnim i anaerobnim uvjetimafeedback - princip povratne veze povratno djelovanje npr kontrola biokemijske (enzimske)reakcije količinom produkataFeekes skala - stupnjevi vegetativnog razvitka kod žitarica se koriste još Haun Zadoks i BBCHskaleFe-kloroza - simptom nedostatka željeza kloroza izazvana poremećajem u sustavu tlo-biljka-klima-agrotehnika najčešće kod visokog pH tla i istovremeno niskog sadržaja kalija naziva se ivapnena klorozafertigacija - primjena gnojiva zajedno s navodnjavanjem ili irigacijom (rasprskivačima ili sustavomkap po kap)fiksacija amonijaka - neizmjenjiva adsorpcija amonijevih iona unutar pojedinih minerala glinefiksacija dušika - transformacija molekularnog dušika iz atmosfere u organsku tvarmikroorganizamafiksacija hraniva - trajna ili tijekom dužeg vremena transformacija raspoloživih hraniva unepristupačne oblike (biološka kemijska i fizička) transformacija pokretljivih hraniva u teškopokretne oblikefilodistenzija - izduživanje biljaka npr proljetno izduživanje strnih žitafilogeneza - razvoj živih bića (biološka evolucija) kroz povijest filogenija

416

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

fitinska kiselina (fitin) - Ca-Mg sol inozitolheksafosfata bitna za metabolizam eukariota rezervaznatnih količina fosforafitocenoza - prirodna biljna zajednica fitocenologija je znanost o biljnim zajednicama asocijacijaje fitocenoza kojoj je određen floristički sastavfitosiderofore - niskomolekularne izlučevine korijena u rizosferu (phyto = biljka sider = željezophore = nosač) kao što su šećeri organske kiseline aminokiseline i fenoli uključujući ifitosiderofore kao kelatizirajuće agensefitotoksične tvari - tvari koje štetno djeluju na rast biljakafitotoksin - tvar koja negativno ili smrtonosno djeluje na biljkefiziološka reakcija gnojiva - utjecaj gnojiva na promjenu pH-vrijednosti tla izražava se kaopotencijalni ekvivalent alkalnosti ili potencijalni ekvivalent zakiseljavanjafiziološka suša - nedostatak vode u biljkama koje transpiracijom gube vodu a ne mogu je usvajatiiz tla zbog niske temperature tla (hladna suša) privremeno stanje u kojem biljke gube danjuviše vode transpiracijom zbog visokih temperatura nego što je mogu usvojiti korijenom iz tla kojesadrži dovoljno raspoložive vode (vlažna suša)flogiston - hipotetski element (Beker 1667) koji kod izgaranja organske tvari nestane a zaostanesamo pepeoflokulacija - taloženje (precipitacija) koloidnih sustava u obliku pahuljica u tlu proces vezan zaagregaciju čestica tlafluorescencija i fosforescencija - fluoroscencija je emitiranje viška energije u obliku svjetlosti kadase elektron brzo vraća iz pobuđenog stanja tzv singleta fosforescencija je pojava kada seelektron zadrži izvjesno vrijeme na višoj energetskoj razini a zatim se vraća u osnovno stanjeemitirajući svjetlostformulacija gnojiva - omjer aktivne tvari (N P2O5 K2O) u mineralnom gnojivufosfati Ca-fosfati - soli trobazične fosforne (ortofosforne) kiseline H3PO4 (hidrogenfosfati-sekundarni fosfati i fosfati-tercijarni fosfati)Kalcijeve soli fosfatne kiseline Ca(H2PO4)2 - primarni kalcijev fosfat ili kalcijev dihidrogenfosfat(vodotopljiv) CaHPO4 - sekundarni kalcijev fosfat ili kalcijev hidrogenfosfat (citrat topljivi) iCa3(PO4)2 - tercijarni kalcijev fosfat ili kalcijev fosfat (topljiv u jakim kiselinama)fosfatizacija - melioracijska gnojidba fosforom mjera popravke tala slabo opskrbljenih fosforomfosfogips - industrijski nisko radioaktivan otpad u proizvodnji mineralnih gnojiva kojeg se generira~16 t po toni sirovog fosfatafosforit - kalcijev fosfat Ca3(PO4)2 kalcijev tercijarni fosfatfotoautotrof - organizam koji uzima CO2 iz atmosfere i uz pomoć sunčeve radijacije gradiorgansku tvarfotobiološki efekt - štetno djelovanje ultravioletnog zračenja (uglavnom UV-B 290-320 nm) naljude životinje te biljke i njihovu produktivnostfotofosforilacija - sinteza fosfornih spojeva bogatih energijom uz pomoć sunčeve radijacije (nprATP)fotoheterotrofi - organizmi koji uz pomoć sunčeve radijacije i ugljika iz organske tvari tla iznovagrade organsku tvarfotooksidacije vode - fotosinteska razgradnja vode (P680) 2 H2O reg 4 H+ + 4 e- + O2fotosinteza - sinteza ugljikohidrata iz CO2 i H2O pomoću svjetlosti proces fotosinteze obavljajuisključivo fotosintetski organizmi uz pomoć zelenog pigmenta klorofila (primarni proizvođačiorganske tvari)fototaksija - kretanje prema svjetlostifragment - mala količina tvari nastala djelovanjem neke sile

417

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

fulvo kiseline - komponenta humusa žućkaste (otuda potječe naziv) ili crvenkaste bojemolekularne mase 1000-5000 kDa a zaostaju u otopini nakon taloženja huminskih kiselina iz tlalužinom Elementarni sastav je C = 42-47 H = 35-5 O = 45-50 i N = 2-41 Cikličnejezgre su manje kondenzirane od huminskih kiselina od kojih su kiselije i topljivije u vodifunkcionalne grupe - atomske grupe koje određuju svojstva pojedinih organskih spojevagenetska specifičnost mineralne ishrane - različita reakcija biljaka (vrsta i kultivara) na uvjeteishrane i potrebnu količinu hranjivih tvarigenetski inženjering - niz biokemijskih metoda kojima se na umjetni način stvaraju novenasljedne kombinacije tako da se dio gena jednog organizma izdvaja i prenosi u drugi te na tajnačin nastaju transgeni organizmi čiji DNK ne postoji u prirodigenom - kompletan set gena nekog organizmageomorfologija - znanost koja se bavi pojavnim oblicima reljefa povezano s geološkomstrukturom zemljine površinegeoreferencirani (geokodirani) podaci - prostorno definirani podaci podaci kojima je pridružendigitalni prostorni entitetgeostatistička analiza - skup metoda za analizu prostorne varijabilnosti podataka granaprimijenjene statistike koja se koristi za analizu različitih prostornih pojava u brojnim znanostimagips - kalcijev sulfat (CaSO4 acute 2 H2O)glikoliza - anaerobni dio metabolizma razgradnje glukoze u živim organizmima (Embden-Meyerhof-Parnas)glinene kiseline - pokretan oblik minerala gline u vrlo kiseloj srediniglineni minerali - kristalni ili amorfni mineralni materijal (sekundarni alumosilikati) promjeračestica lt 2 microm kaolinit (Si4Al4O10(OH)8 smektiti ((OH)4Si8Al4O20(H2O)n) i iliti ili hidratiziraniliskuni Slojevite su građegljive - jednostavni biljni organizmi bez klorofila građeni iz hifa koje tvore micelij To su saprofitniili parazitni organizmi važni za procese dekompozicije organske tvari tla i procese humifikacijeGMO - genetički modificirani organizmi (GMO) organizam kreiran genetskim inženjeringomtransgeni organizam u koji su premješteni geni ili dijelovi gena iz DNK jednog organizma u DNKdrugog organizmagnojiva - materijali koji uneseni u tlo osiguravaju jedno ili više biljnih hraniva u raspoloživoj ilimobilnoj formi A) mineralna (sintetska) pojedinačna (dušikova fosforna i kalijeva) i složena(miješana - smjesa pojedinačnih i kompleksna) B) organska (naravna) C) organomineralna i D)bakterijska 1) kruta (praškasta granulirana peletirana trionizirana) 2) tekuća (prave otopine isuspenzije) i 3) plinovitagnojivo osnovno - cjelokupna doza P i K gnojiva i jedan dio N gnojiva koja se dodaju pod osnovnuobradu tla kako bi se gnojivo jednakomjerno rasporedilo po cijeloj dubini najvećeg rasprostiranjagnojivagnojivo startno - relativno mala količina gnojiva primijenjena zajedno sa sjetvom ili približno uvrijeme sjetve s namjerom ubrzanja ranog porasta usjevagnojivo za prihranu - relativno mala količina gnojiva primijenjena tijekom ranih faza vegetacije(zima ili proljeće) Sadrže u tlu lakopokretljive mineralne oblike hraniva kod usjeva su pretežnonitratna ili amonijevo nitratna Prihrana voća vinograda i povrća obavlja se na temelju potrebebiljaka tijekom vegetacije i može činiti jedini ili najveći dio gnojidbegnojnica - organsko tekuće gnojivo tekući ekskrementi 02 N (01-05) 05 K2O (03-10) ifosfor u tragovima (001 P2O5)gnojovka - organsko polutekuće gnojivo tekući stajnjak Goveđa gnojovka sadrži prosječno uz 55 organske tvari oko 04 N 02 P2O5 i 05 K2O a svinjska uz 60 organske tvari i 06 N045 P2O5 i 025 K2O

418

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

GPS - globalni pozicijski sustav (Global Positioning System) američki svemirski globalni navigacijskisatelitski sustav koji omogućuje geopozicioniranje i navigacijugram-ekvivalent - stara jedinica za ekvivalentnu masu izraženu u gramima odnosno onolikograma neke tvari koja se može spojiti ili zamijeniti s 1008 g vodika ili 8 g kisika atomska masapodijeljena s valencijomgranit - eruptivna stijena koja sadrži kremen feldspat i različiti udio biotita i muskovitagravitacijska voda - voda koja iz tla slobodno otječe porama pod utjecajem gravitacije slobodnavodaguano - peruanski guano fosfatni guano i sl su nataloženi ekskrementi morskih ptica usitnjeni doveličine granula pogodnih za raspodjelu formulacije 381 do 841habitat - stanište predstavlja mjesto na kojem žive organizmihalofite - biljke slanih staništa biljke tolerantne na povećane koncentracije solihalofitna vegetacija - vegetacija slanih saliniziranih talahalogeni elementi - elementi 17 skupine (po starom VII ili VIIA) periodnog sustava (F Cl Br I i At)koji u vanjskoj ljusci imaju 7 elektrona Izrazito su negativni te primanjem elektrona prelaze umonoanione ili jednovalentne anionehalomorfna tla - odjel tala u hrvatskoj klasifikaciji koji čine a) akutno zaslanjena tla ili solončaci(sadrže gt 1 soli za kloridno sulfatno zaslanjivanje ili gt 07 za sodno zaslanjivanje i b)alkalizirana tla ili soloneci s gt 15 iona Na+ vezanih na adsorpcijski kompleks tlahematit - mineral željeza Fe2O3 stijenama daje crvenu boju lako se troši te prelazi u magnetit ilimonit daje boju crvenici (Terra Rosa)heterotrofi - organizmi koji se opskrbljuju energijom razlažući organsku tvarhidratacija (solvatacija) - opći pojam za vezanje vode (otapala) na čestice tvari različitim fizikalno-kemijskim silama adsorpcija vode (otapala) na električno nabijene čestice (ione molekulekoloidne micele) ili površinehidrati - spojevi kristaliziranih soli s vodom npr CuSO4 acute 5H2Ohidraulički konduktivitet - mjera propusnosti tla za vodu (cm dan-1) otpor tla provođenju voderazmjeran razlici potencijala vlažnosti tla 015 cm dan-1 za tešku glinu do ~ 120 cm dan-1 za grubipijesakhidridi - spojevi elemenata s vodikom (ionski NaH metalni TiH3 ili AlH3)hidrofilan - koji se veže s vodom ili ima jak afinitet prema vodi suprotno je hidrofoban hidrogenizacija - specifična transformacija tla u anaerobnim uvjetima uz redukciju željeza(III) itvorbu spojeva željeza(II) plavkaste do zelenkaste boje sa žućkasto-smeđim mrljama ili bez njih(oglejavanje) i tvorbu akvatičnog humusahidrogenkarbonati (bikarbonati kao stari naziv) - soli ugljične kiseline npr natrijevhidrogenkarbonat - NaHCO3 kalcijev hidrogen karbonat - Ca(HCO3)2hidrolitička kiselost tla (Hy) - ukupna potencijalna kiselost nekog tla utvrđuje se neutralizacijomtla višebaznim solima (npr CH3COONa pH = 82) pri čemu se svi vodikovi atomi ne zamjenjujulužinama kod iste pH vrijednosti sredinehidroliza - dekompozicija tvari u reakciji s vodom kiselinama ili lužinama disocijacijavodotopljivih soli katalitička konverzija škroba do glukoze u tlu je to proces koji uzrokujezamjenu iona H+ drugim kationimahidrologija - znanstvena disciplina koja proučava svojstva preraspodjelu i kretanje vodehidrološki ciklus - kruženje vode u prirodi obuhvaća a) evaporaciju b) transpiraciju c)kondenzaciju d) precipitaciju e) površinsko otjecanje (runoff) f) perkolaciju i g) razinu podzemnevodehidromorfna tla - odjel tala u hrvatskoj klasifikaciji kojima je svojstveno povremeno ili stalno

419

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

suficitno vlaženje dijela profila ili cijelog soluma stagnirajućom oborinskom vodom ili dodatnompovršinskom ilii podzemnom vodomhidroponi - sustav uzgoja biljaka u zaštićenom prostoru na hranjivoj otopinihidrosfera - vodeni omotač Zemlje sva voda koja se nalazi na Zemljinoj površini (tlu) unutar tla iu šupljinama litosferehidrostatski tlak - uzrokovan je tlakom tekućine (F) koji nastaje uslijed mase (gravitacije) iliinercije (kretanja) a djeluje na određenu površinu (A) p(FA) jedinica za tlak je Njutn po metrukvadratnom (N m-2) ili kraće paskal (Pa)hidrotermalni minerali - minerali nastali kristalizacijom iz vruće vodehigroskopan - koji upija vlagu iz zrakahigroskopna voda - dio kapilarne vode u tlu čije opne ne prelaze debljinu 15-20 molekula vodevisoke adsorpcije (do 1000 bara) određuje se sušenjem na 105 degC i biljkama je potpunonedostupna količina higroskopne vode u nekom tlu upravo je proporcionalna njegovoj koloidnojfrakciji a obrnuto proporcionalna veličini česticahipoksija - snižavanje parcijalnog tlaka kisika u zoni korijena uslijed poplava pokorica ledenekore na površini i sl praćeno snižavanjem metabolizma korijena i slabijim usvajanjem vode ihraniva ekstremni slučaj se naziva anoksijahistosoli ili treseti - tla koja sadrže gt 30 slabo razgrađene organske tvari u anaerobnim uvjetimau sloju debljem od 30 cm iznad oglejenog (G) horizontaholizam - pogled na svijet i filozofija koja u cjelini vidi nešto više od zbroja pojedinih njenihdijelovaholocen - interglacijalno razdoblje započelo naglim zatopljenjem prije otprilike 10000 godina atraje sve do danashorizont - relativno uniformni sloj materijala u tlu koji je položen horizontalno kontinuirano ilidiskontinuirano kroz pedojedinicu a razlikuje se od drugih horizonata kemijskim fizikalnim ibiološkim svojstvima sloj tla karakterističnih svojstava nastalih kao rezultat zajedničkogdjelovanja svih pedogenetskih čimbenikahranivo - neophodni elementi biljne ishrane vidi esencijalni elementihumat efekt - kelatizacija teških metala uz sprječavanje kemijskog vezivanja fosfata (osobito ukiseloj sredini gdje lako nastaju netopljivi i nepristupačni fosfati željeza i aluminija)humidna klima - vlažna klima (humidus = vlažan) indeks aridnosti klime po De Martonneu gt 20Langov kišni faktor 100-159 Gračaninov indeks padalina 67-133humifikacija - dekompozicija svježe organske tvari i mikrobiološka tvorba humusa kroz sintezutrodimenzionalnih organskih polimera u tlu Sastoji se od nekoliko faza a) predigestivna fazapodrazumijava usitnjavanje (gljive makro i mezofauna) i razlaganje rezistentnih organskih tvari(celuloza lignin hitin i dr) uz izdvajanje CO2 b) sinteza plazme tla c) stabilizacija humusatvorbom organomineralnog kompleksa tlahumini - komponente humusa otapaju se u toploj lužini (NaOH) često se smatraju reduciranimanhidridima humusnih kiselinahuminske kiseline - komponente humusa Tamno obojene otopine koje se iz tla ekstrahirajulužinama a talože se kiselinama u obliku gela Relativna molekularna masa im je 10000-100000a elementarni sastav C = 51-62 H = 28-66 O = 31-36 i N = 36-55 Jezgre su ciklične ipovezane mostićima tipa -O- -N= -NH- ili -CH2- na koje su vezani polimerni ugljikovi lanci kaofunkcijske skupine (-COOH -OH -OCH3 i =CO) koje određuju karakter veze huminskih kiselina ičestica tlahumus - a) Humus je proizvod žive tvari i njen prirodni izvor humus je rezerva i stabilizatororganskog života na Zemlji (Vaksman) b) humus je dormantna snaga tla ili uspavana moć i temeljprirodne plodnosti tla odnosno izvor energije i plodnosti Majke Zemlje c) humus je organska

420

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

tvar koja je u uvjetima nekog staništa teško razloživa što dovodi do njenog nagomilavanja u tluhumusna teorija - biljke se hrane humusom koji usvajaju korijenjem te nakon izumiranja iznovagrade humus (Aristotel 384-322 prne)ilimerizacija ili lesiviranje - ispiranje gline iz površinskih horizonata tla u niže proces tipičan zalesivirana tla (luvisole) i bitan za formiranje iluvijalnog argiluvičnog (Bt) horizontailovača - teksturna klasa tla s približno podjednakim udjelom čestica pijeska praha i gline tlo kojesadrži 7-27 gline 28 -50 praha i do 52 pijeska (Kanadska podjela 1999)iluvijacija - akumulacija materijala ispranog iz eluvijalnog horizonta najčešće gline humusa iliseskvi oksidailuvijalni horizont B - horizont akumulacije materijala ispranog iz eluvijalnog horizonta (glinehumusa ili seskvi oksida)imobilizacija hraniva - suprotan proces mobilizaciji konverzija anorganskih elemenata u organskuformu biljaka ili mikroorganizama vremenski ograničena transformacija bioraspoloživog elementau nepristupačan oblikindifuzibilni anioni - negativno nabijene krupne čestice koje ne mogu difundirati krozsemipermeabilne membrane (npr molekule bjelančevina u protoplazmi)indikativni minimum - minimalni zahtjev za korištenje tla sadrži sve atribute tipa korištenja a naprvom mjestu je zadovoljenje potreba biljne vrste ndash usjevaindikatori kvalitete tla - pojedina mjerljiva (kvantitativna) ili opisna (kvalitativna) kemijskafizikalna i biološka svojstva tla funkcije ili stanje koje pokazuju produktivnost (plodnost) tlaindorski kompost - kompost nazvan prema mjestu Indore u Indiji (sir Albert Howard 1873-1947)infiltracija vode - brzina prodiranja vode u tlo IV = oborine ndash evapotranspiracija ndash površinskootjecanje (cm dan-1)inflorescencija - cvat smatra se da je razvoj komponenti klasa žitarica samo djelomice podutjecajem nasljedne osnove (neodređena inflorescencija ) pa je time dobra ishranjenost biljakajoš značajnijainfracrven IR - dio elektromagnetnog spektra između 075 micro i 1 mminfrastruktura - trajne instalacije izgrađene za potrebe poljoprivredne (ili neke druge) aktivnostikao što su putovi sustavi za navodnjavanje skladišta i drinokulacija - unos mikroorganizama ili komposta u sirovi materijal za ubrzavanje dekompozicijeorganske tvari bakterizacija sjemena leguminoza kvržičnim bakterijamaintegralna ili integrirana biljna proizvodnja - kompromis između konvencionalne i ekološkeodnosno održive poljoprivredne proizvodnje (naziva se i integrirana biljna proizvodnja)Predstavlja sustav uzgoja koji primjenu agrotehničkih mjera usklađuje s ekonomskim i ekološkimprincipima i najlakše se da opisati izrazom dobra poljoprivredna praksa jer su proklamiraniciljevi integrirane proizvodnje prihvatljivo ekološko opterećenje okoliša očuvanje i podizanjeplodnosti tla prirodnim putem i čuvanje i poticanje biološke raznolikostiinterkostalna kloroza - međužilna kloroza lišća vrlo čest simptom nedostatka elemenata ishraneintermicelarni - između micela vodena faza koloidnog sustavaintracelularan ndash unutarstaničanioni - električni nabijeni atomi ili molekule nastaju u otopinama kao posljedica elektrolitičkedisocijacijeionofora - spojevi različite kemijske građe i mase koji imaju ulogu prenositelja ionaionska crpka - elektrokemijski mehanizam prolaženja tvari kroz žive membrane koji uključuje ineki aktivan prenositelj (elektroneutralni i ionogeni tip)ionska veza - kemijska veza koja nastaje uz primanje ili gubljenje elektrona kod spajanja suprotnonabijenih iona npr NaCl

421

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

ionski aktivitet - efektivna koncentracija pojedinih iona izražava se analogno potencijalu iona(pCa pNa)ionski kanali - makromolekularne pore kroz koje se pasivno odvija kationski transport (uvjetno jerse gradijent potencijala uspostavlja kao rezultat metabolizma) i izuzetno su važni za održavanjeionske ravnoteže stanica i njihovu osmoregulacijuirigacija - navodnjavanje namjerno unošenje vode u tloispiranje - ispiranje elemenata ishrane iz oraničnog sloja do razine podzemne vode ispiranjetopljivih dijelova tla u otopini ili suspenzijiizmjenjivi kation - kation vezan na KIK koji se može zamijeniti s drugim kationomkationima uekvivalentnom iznosu (2K+ laquo Ca2+)iznošenje hraniva - ukupno usvojena količina hraniva (iz tla iili preko lista) odnošenjem hranivaje količina hraniva biogenih elemenata u merkantilnom dijelu (koji se odnosi s proizvodneparcele)izomerija - postojanje dva ili više spojeva iste empirijske formule i maseizomorfija - postojanje dvije ili više kemijskih tvari iste kristalne struktureizomorfna zamjena - zamjena atoma u kristalnoj rešetci glinenih minerala nekim drugim sličnogpromjera niže valencije bez promjene strukture minerala ali uz promjenu nabojaizotopi - atomi istog elementa (imaju jednak broj protona i jednak broj elektrona) koji imajurazličite mase jer imaju različit broj neutronizotropan - identičan u svim smjerovima nevidljiv u polariziranom svjetlu suprotno jeanizotropanjedinica pogodnosti - osnovna zemljišna jedinica u kategorizaciji pogodnosti tlajednogodišnje biljke - biljke čiji je kompletan životni ciklus unutar jedne godinekalcifikacija - a) prirodan proces tvorbe sekundarnih kalcijskih minerala i soli u tlu b) akumulacijakalcija u životinjskim ili biljnim tkivimakalcij-cijanamid - mineralno gnojivo CaCN2 sadrži 18-22 Nkalcit - kristalni CaCO3 (kristalizira u heksagonalnom sustavu glavni tipovi kristala u tlu su zupčastprizmatični nodularni vlaknasto granularni i kompaktni) sastojak vapnenca mramoravapnenačkih pješčenjaka i laporakalcizacija - vapnjenje unošenje u tlo materijala koji sadrži dosta kalcija u svrhu podizanja pHkalij-nitrat - kompleksno mineralno gnojivo KNO3 465 K2O i 14 Nkalijska gnojiva ndash kalijev klorid (60 K2O) kalijev sulfat (50 K2O)kaliofilne biljke - biljke koje zahtijevaju veće količine K u ishrani (npr šećerna repa krumpir itd)Kalvinov (Calvin-Bensonov) ciklus - tamni dio fotosinteze redukcijski-pentoza-fosfatni put ili RPPfiksacija CO2kambični horizont (B) - horizont smješten između humusno akumulativnog (A) horizonta imatičnog supstrata (C ili R) obično je smeđe crvenkaste ili žute boje s višim sadržajem glinastefrakcije zbog procesa argilosinteze (sinteza minerala gline)kamen - odlomljeni dio stijeneKAN - mineralno gnojivo vapnenasto-amonijski-nitrat - NH4NO3 + CaCO3 sadrži 27 Nkaoliniti - sekundarni minerali gline tipa 11 ( Si4Al4O10(OH)8) sposobnost adsorpcije kaolinita jemala (3-15 cmol(+)middotkg-1) a njegova specifična površina iznosi svega 5-20 m2g-1kapacitet tla za raspoloživu vodu - težinski postotak vode tla raspoloživ za usvajanje korijenomPVK ndash TU (vlažnost kod poljskog vodnog kapaciteta umanjena za vlažnost točke uvenuća)kapacitet zamjene korijena - mogućnost usvajanja hraniva u dodiru korijena s adsorpcijskimkompleksom tla leguminoze općenito imaju visok kapacitet zamijene (40-60 cmol(+)middotkg-1 ST) a

422

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

biljke iz porodice trava upola nižikapilarna voda - količina vode koju tlo može zadržati nakon ocjeđivanja suvišne vode Drži se u tluadhezijskim i površinskim silama kao film oko čestica tla i popunjava kapilarekapilarni uspon - kretanje vode kroz kapilare naviše uvjetovano kohezijskim i adhezijskim silamakapilarnost - svojstvo (kvaliteta) tla koje dopušta kretanje vlage u tlu kroz fine poreKarbokalk - komercijalno ime za saturacijski mulj (Tvornica šećera Osijek)karbonatna kiselina - ugljična kiselina H2CO3 slaba kiselina koja se odmah raspada na vodu iugljikov dioksid soli su karbonati i hidrokarbonatikarbonatna tla - tla koja sadrže CaCO3 ili CaCO3timesMgCO3 u tolikoj količini da se to može utvrditikapanjem 10 HCl (pjenjenje i šum)kartografska jedinica - homogena površina označenaomeđena na karti (ili jedan tip tla)katabolizam - fiziološki procesi uključeni u razgradnju organske tvari i povezani s oslobađanjemenergijekation - ion ukupno pozitivnog nabojakelati (helati šelati) - organometalni molekularni kompleksni spojevi kompleksni heterocikličnispojevi s metalima organska komponenta je ligand biogeni metali u bioraspoloživom obliku kojise mogu primjenjivati u ishrani bilja preko lista ili korijenakemigacija - primjena gnojiva insekticida fungicida nematocida i herbicida kroz sustav zanavodnjavanjekemijska potreba kisika (KPK) - količina kisika ekvivalentna dijelu organske tvari koja je podložnaoksidaciji jakim kemijskim oksidansomkemijski vezana voda - voda ugrađena u različite hidratizirane kemijske spojeve tla i nijeraspoloživa za usvajanjekemisorpcija kemosorpcija - adsorpcija plinovite ili otopljene tvari na površini adsorbenta uzkemijsku reakcijukemoautotrofi - organizmi koji svoje energetske potrebe zadovoljavaju oksidacijom ili redukcijomrazličitih anorganskih spojeva a C uzimaju iz CO2kemoheterotrofi - organizmi koji svoje energetske potrebe zadovoljavaju oksidacijom organsketvari kemosintetski organizmikemohidratacija - polarno (na temelju električnog potencijala) vezanje vode egzoterman procespri kojem se oslobađa toplina (~85 kJ mol-1 vode)kemoproteini - proteini koji sadrže Fe u formi kema sadrže ga citokromi peroksidaze katalazebakterijski leghemoglobin ljudski i životinjski kemoglobin krvi i drkemotaksija - kretanje živih organizama u pravcu određenog kemijskog spoja (pozitivna) ilisuprotno (negativna)ketokiseline (oksokiseline) - organski spojevi koji sadrže dvije karboksilnu i keto funkcionalnuskupinu dijele se na α-keto (npr pirogrožđana i glikolna) β-keto kiseline i γ-keto kiselineKIK (CEC = Cation Exchange Capacity) - ukupan potencijal tla za adsorpciju kationa kationskiizmjenjivački kapacitet tla izražava se u cmol(+)middotkg-1 (ili meqv100 g tla) a iznos mu jeproporcionalan sadržaju gline i humusa u tlu visok KIK korespondira s visokom moći sorpcijekationakinetička energija - energija koju tijelo ili čestica ima zbog svog gibanja energija koja pokrećečestice u pravcu manje koncentracije kinetička energija (tijela m i brzine v) je

2

kmv

E =2

kisela tla - tla čiji je pH-H2O lt65

423

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

kiselina - spojevi s jednim (jednobazične) ili više atoma vodika (višebazične) koji se moguzamjenjivati s atomima metala pri čemu nastaju soli jake kiseline u vodi potpuno disociraju(kloridna nitratna sulfatna)klasifikacija tala - dogovorna sistematizacija tala u grupe ili kategorije prema njihovim svojstvimapostupak sistematskog grupiranja i razvrstavanja pojedinih tala prema morfološkim kemijskim ifizikalnim značajkama pedotaksonomija ili sistematika talaklimaks - prirodni ekosustav čiji se sastav vrsta značajno ne mjenja u duljem vremenskom periodu(200-500 god) naziva se zreo ekosustav ili klimaks zajednica posljednji stadij sukcesijeklimaks vegetacija - prirodni ekosustav čiji se sastav vrsta značajno ne mijenja u duljemvremenskom periodu (200-500 god) zreo ekosustavklimat - prosječni vremenski uvjeti nekog područja u dužem razdoblju (najčešće više od 70godina)kloridi - soli klorovodične (solne) kiseline koja s metalima gradi soli kloridekloroza - svijetla boja lišća ili dijelova lista uslijed nedostatka klorofila (simptom nedostatkaesencijalnih elemenata)kohezija - privlačna sila između spojeva ili molekula (krutih ili tekućih)koloidi - disperzni dvofazni ili polifazni sustavi u kojima krutu fazu predstavljaju vrlo fine čestice(lt2 microm) suspendirane u tekućem mediju koloidna otopina je sol a koagulirana forma gelkoloidna frakcija tla - čine ju sekundarni minerali (glina) i humuskoluvij koluvijalna tla - zemljišni materijal sa ili bez skeleta koji se procesima erozije vodomvjetrom ili gravitacijom neprekidno nagomilava u podnožju uzvišenja (brežuljci brda planine)nerazvijena koluvijalna tlakomensalizam - ekološki izraz za odnos organizama u kojem jedan ima koristi a drugi nema nitištete niti koristikompeticija - borba dvije vrste organizama za isti ekološki faktor npr element ishrane svjetlost idrkompjutorska simulacija - matematički model implementiran na kompjutoru u nekom odprogramskih jezika predstavlja računarni pokus a kompjutorsko izvođenje takvog pokusaoznačava se pojmom kompjutorska simulacijakompleksna gnojiva - gnojiva čiji kation i anion sudjeluju u ishrani biljaka (npr KNO3 NH4H2PO4itd) kao i kompozicije različitih soli koje sadrže dva ili tri osnovna hranjiva elementa (NP NK PK iNPK)kompost - razloženi biljni i životinjski ostaci do stabilne organske forme ponekad pomiješani smineralnim gnojivima CN omjer je tipično 101kompostiranje - biodegradacija različitih krutih organskih ostataka obično aerobna i termofilnakoja rezultira stabilnom organskom tvari uz izdvajanje CO2 vode i mineralakoncept zemljište - multidisciplinarna kvantitativna determinacija i analiza produktivnostizemljišta koje za razliku od tla obuhvaća vegetaciju hidrologiju fiziografiju infrastrukturu klimuitdkondicioneri tla - aditivi tlu za poboljšanje pojedinih svojstava poboljšivači tla dodaci tlu zasmanjivanje erozije povećanje termičkih vododržnih adsorpcijskih i drugih svojstava tlakonduktivitet - električna provodljivost tla mjera topljivih soli u tlu opći pokazatelj razine makro-i mikrohraniva u tlukonglomerat - sedimentna stijena sastavljena pretežno iz sferičnih dijelovaoblutakakonkrecija - mala tvrda lokalna koncentracija materijala kao npr kalcita gipsa željeznog ilialuminijevog oksida obično sferična ili subsferična ali može biti i nepravilnog oblikakonsolidacija - izraz se obično odnosi na kompaktne ili cementirane stijene

424

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

konstituent ndash sastavnicakontaminacija kontaminant - onečišćenje polucija kemijski ili fizikalni onečišćivač nečistoća uprimarnom materijalukontrola plodnosti tla - sustavno prikupljanje svih relevantnih fizikalno-kemijskih podataka o tlu(uključujući klimu) i njihovo korištenje za potrebe gnojidbe i kondicioniranja tla doprinosiefikasnijoj uporabi mineralnih i organskih gnojiva uklanjanju akutnih deficita hraniva kemijskoj ifizikalnoj popravci tla smanjenju ekološkog opterećenja ekonomičnijoj proizvodnji odnosnoočuvanju i podizanju efektivne plodnosti tla čime su prirodi viši i stabilniji te manje podložnipromjeni uslijed različitih vremenskih prilikakonvekcija - prijenos energije strujanjem (npr zagrijanog lakšeg zraka)konvencionalan - standardan uobičajen tradicionalankonzistencija - stanje tla ovisno o sadržaju vlage a određeno je intenzitetom djelovanja kohezije iadhezije stanja konzistencije tla su koherencija zbijenost ljepljivost plastičnostkoordinacijska veza - kemijska veza atoma ili atomskih grupa na središnji atom ili ion pomoćuglavnih (kovalentnih) i sporednih ionskih (koordinativnih) valentnih vezakoordinacijski broj - broj liganda u kompleksnom spojukovalentna veza - veza između dva atoma preko zajedničkih parova elektrona veza izmeđuneutralnih atoma nemetala i u organskim spojevimakremen kvarc - silicij-dioksid SiO2 glavni sastojak pijeskakriptovegetacija - mirovanje ili vrlo nizak metabolizam biljaka na niskim temperaturama bezposljedica u nastavku vegetacije latentan život većina ozimih kriofilnih biljaka zaustavlja disanjena -100 C premda ozima raž izdrži -30 pšenica -20 a repa samo -70Ckristali kristalizacija - tvari geometrijski pravilnih oblika kao posljedica pravilnog unutarnjegporetka čestica (iona atoma ili molekula) kristalni oblik karakterističan je za minerale procestvorbe kristalakristaloni - zbirno ime gnojiva koja su u potpunosti otapaju u vodi (ne sadrže balast) koriste se ufertigaciji i kemigacijikrška topografija - neregularna površina u vapnenačkoj regiji s izraženim dolinama i podzemnimtokovima vodekutikula - tanak (1-13 microm) zaštitni sloj stanica na površini lišća građen iz matriksa koji čini kutin(polimer) u koji je ugrađen kutikularni vosak (ugljikovodici dugog lanca alkoholi masne kiseline iesteri) a na površini je sloj hidrofobnog epikutikularnog voska sličnog sastavakvaliteta tla - analitičko-kvantitativna svojstva tla s posebno definiranom vezom na funkcijekvalitete tlakvartar - period geološkog vremena nakon tercijara koji uključuje pleistocen i holocen (2000000god od sadašnjosti unazad)LAI - LAI = Leaf Area Index = m2 lista po m2 površine tla indeks lisnatostilako tlo - tla srednje grube strukture tla laka za obradulapor - klastična sedimenta stijena promjera zrna lt0002 mm smjesa gline (25-75) i kalcita(rjeđe dolomita)laterizacija - formiranje laterita ili crvenih i žutih tropskih i suptropskih talales prapor - eolski praškasti depozit (001-006 mm) potječe iz aridnih regija a nastao je tijekomglacijacija pretežno svijetlo žute boje sadrži do 35 CaCO3ligand - molekule ili ioni koji imaju slobodne elektronske parove a s centralnim metalnim ionomvezuju se u kompleks (s jednim potencijalnim donorom elektrona su monodentatni a s višepolidentatni ligandi) kelatni ligandi su polidentatni ligandi koji posve obuhvaćaju centralni atomlignin (lignen) - složen kemijski spoj koji najčešće potječe od drveta a sastavni je dio sekundarne

425

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

stanične stjenke biljaka jedan od najzastupljenijih organskih polimera vrlo heterogene građe ibez definirane osnovne strukture necelulozni polisaharid organska tvar otporna nadekompoziciju koeficijent humifikacije gt75lipidi - masti ulja voskovi fosfolipidi i steroidi netopljivi su u vodi a topljivi u organskimotapalima glavne uloge 1 uskladištenje energije 2 izgradnja bioloških membrana i 3 prijenossignala između stanicalitosfera - (grčki lithos = stijena + sphaira = sfera) stjenoviti površinski Zemljin pokrivač debljine10-70 km koji čini više od 2000 različitih mineralalizimetar - aparatura smještena u tlo za mjerenje perkolacije vode i ispiranja hranivaLoewov zakon - antagonizam Ca i Mg omjer CaMgluksuzna ishrana - prekomjerna ishrana uglavnom dušikom koja rezultira intenzivnim porastomvegetacijskih organa uz modrozelenu boju lišća te više negativnih posljedica npr strna žita jačebusaju formiraju preveliku masu lišća slabe su mehaničke čvrstoće i velike mase pa lako poliježubiljke su neotporne na bolesti i sušu te kasnije sazrijevajumagmatske stijene eruptivne ili vulkanske stijene - stijene formirane hlađenjem magme a)efuzivne stijene ndash nastale izlijevanjem i hlađenjem lave na površini Zemljine kore b) intruzivnestijene ndashnastale sporom kristalizacijom u unutrašnjosti litosferemakroagregati - strukturni elementi tla promjera gt025 mmmakroelementi - C O H N P K S Ca Mg i Fe koncentracija se izražava u postotku na suhubiljnu tvar (gt01)makroergijska veza - kemijska veza bogata energijom (ge30 kJmiddotmol-1 npr ATP)makrofauna - organizmi koji žive u tlu duljine između 2 i 20 mm (dulji od 20 mm ponekad senazivaju megafauna)makropore - pore gt100 microm u promjerumal - smjesa usitnjenog mineralnog i organskog materijala nastala uglavnom djelovanjemgujavicamalč (mulch) - poseban površinski horizontpresvlaka iz prirodnog anorganskog ili organskogodnosno sintetskog materijala prikladan privremeni zaštitni sloj iznad tla s namjenom poboljšanjamikroklimatskih uvjeta spriječavanja erozije smanjivanja evaporacije kontrole korova i drmalčiranje - postavljanje malča na površinu tlamanagement hraniva - upravljanje količinom izvorima mjestom primjene oblikom i vremenomaplikacije biljnih hraniva i promjenama u tlu podrazumijeva bilancu hraniva (input i output)procjenu statusa i utvrđivanje gubitaka hraniva predstavlja temelj integralne biljne proizvodnje iintegralne gnojidbe biljaMAP - kompleksno mineralno gnojivo (amonijev dehidrogenfosfat = NH4H2PO4) formulacije12520mass flow - transport hraniva konvekcijom (kretanjem vode) u tlu strujanje ili konvekcija masematični supstrat - a) relativno nepromijenjen materijal iz kojeg se formiraju gornji horizonti tla b)rastresit nepovezan materijal od kojeg je nastao solum tijekom pedogenetskih procesamatriks - fini materijal (općenito lt2 microm) koji čini kontinuiranu fazu obuhvaćajući grublji materijaliili popunjava pore povezujući materijal osnovna supstanca nečegamazotine - mrlje različite boje i oblika nastale u tlu pod uvjetima djelomične anaerobiozemehanička teksturna analiza tla - analitička metoda određivanja masenog udjela pojedinihfrakcija mehaničkih (teksturnih) elemenata u tlumehanički element (čestica) tla - svaka zasebna čestica čvrste faze tla 1) skelet (šljunak i kamenpromjera gt2 mm) 2) krupni i sitni pijesak 3) prah i 4) glinametabolizam - zbir svih biokemijskih reakcija stanice ili cijelog organizma uključujući katabolizam

426

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

(oslobađanje energije razlaganjem molekula) i anabolizam (sinteza složenih molekula)metalna veza - veza između atoma metala koja rezultira kristalnom rešetkom pravilnorazmještenih iona i atoma između kojih se kreću slobodni elektroni zbog čega su metali vodičistrujemetaloidi - polukovine polumetali čine prijelaz između metala i nemetala bor (B) silicij (Si)germanij (Ge) arsen (As) antimon (Sb) telurij (Te) i polonij (Po)metamorfne stijene - magmatske sedimentne ili druge metamorfne stijene promijenjenedjelovanjem temperature iili visokog tlakamezofauna - mali organizmi tla npr crvi i insekti duljine 100 microm do 1 mmmezoklima - prosječno stanje atmosfere manjih područja (šuma ravnica grad jezero i dr) podutjecajem je topografije ekspozicije nagiba barijera kretanju zraka (mrazni džepovi) i u manjojmjeri zemljišnog pokrivača (golo tlo trava i dr) tipa tla i vlage u tlumicela - složena struktura koloidnih čestica (micela) koja omogućuje sorpciju na vanjskim iunutarnjim površinama pri čemu veličina unutarnjih prostora omogućava ulaz samo pojedinimionimamicelij - vegetativno tijelo mnogih gljiva u tlu hifemiješana gnojiva - mineralna gnojiva dobivena mehaničkim miješanjem krutih pojedinačnihgnojiva u praškastom ili granuliranom oblikumikoriza - simbiotska zajednica gljiva i viših biljaka u kojoj su hife gljiva invandirane (prodrle) ukorijen i potpomažu usvajanje vode i hraniva 1) infektivna (a) endomikoriza ili AM -arbuscularmycorrhiza i b) ektomikoriza) i 2) neinfektivna mikorizamikovirus - virusi koji izazivaju infekciju gljivamikroagregati - strukturni elementi tla promjera le025 mmmikrobiološki - povezano s mikroorganizmimamikroflora - mali biljni organizmi vidljivi mikroskopom (alge gljive bakterije i dr) duljine između1 microm i 100 micrommikrognojiva - gnojiva koja sadrže mikroelemente le500 gmiddotha-1 aktivne tvarimikroklima - klima manjih područja razlike su uglavnom uvjetovane reljefom fitoklima jemikroklima unutar vegetacije i ovisi o strukturi biljnog pokrova visini biljaka površini lista gustoćii sklopumikrolementi - B Mn Zn Cu Mo Cl i Ni koncentracija se izražava u mg kg-1 (ppm) na suhu biljnutvar (lt01 ili 100 mgtimeskg-1)mikroorganizmi mikrofauna - mali životinjski organizmi vidljivi mikroskopom (protozoenematode i dr) duljine između 1 microm i 100 microm (organizmi kraći od 1microm uglavnom virusi ponekadse označavaju kao nanofauna)mikropore - pore promjera 5-30 micrommikroreljef - male razlike u reljefu kad je elevacijska razlika manja od 2 mmiliekvivalent (meqv) - tisućiti dio ekvivalentne mase cmolmiddotkg-1milorganit - prerađeni gradski otpad koji se dobiva djelovanjem mikroorganizama na organski diogradskog otpada specijalnim postupkom u digestorima (prvo anaerobnom a zatim aerobnomfermentacijom)minerali - prirodni sastojci od kojih je izgrađena čvrsta Zemljina kora fizikalno i kemijskihomogeni pa im se sastav može izraziti kemijskom formulom a odlikuju se pravilnomunutrašnjom građommineralizacija - stupnjevana enzimatska konverzija organske tvari uz oslobađanje mineralnihelemenata ishrane faze a) aminizacija (Organska tvar reg R-NH2 + CO2 + produkti razlaganja +energija) b) amonifikacija (R-NH2 + H2O reg NH3 + ROH + energija) c) nitrifikacija (2NH4+ + 4O2 reg

427

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

2NO3- + 2H2O + 4H+)mineralna gnojiva - pretežito soli dobivene preradom prirodnih minerala ali se proizvode i izatmosferskog dušika često se nazivaju i sintetička ili pogrešno umjetnamineralna hraniva - biljke usvajaju u mineralnom obliku anorganski ioni soli ili molekuleobuhvaćaju i mineralne oblike dušika (NO3- i NH4+) u kojem se dušik pretežito i usvaja premda onipotječu iz organskih spojeva koji se mikrobiološkom dekompozicijom i mineralizacijom organsketvari transformiraju do mineralnih oblikamineralno tlo - tlo iz pretežito mineralnog materijalamineralogija - znanstvena disciplina koja istražuje minerale njihov kemijski sastav strukturna ifizikalno-mehanička svojstva oblik unutrašnju građu i način tvorbemobilizacija hraniva - svi procesi koji uzrokuju prijelaz nepristupačnih u raspoložive (pokretljive)oblike hranivamoć usisavanja vode - vodni potencijal (S) odnosno sila kojom biljka ili pojedina stanica možeusvajati vodumoder - tip dekompozicije organske tvari i tvorba humusa koja rezultira nekompletnomhumifikacijom u uvjetima dobre aeracijemolekularna genetika - znanstvena disciplina koja proučava tok i regulaciju genetskih informacijaizmeđu DNA RNA i proteinskih molekulamolekulska veza - veza između polarnih molekula (dipola) pravilno razmještenih u prostoruneutralne molekule vežu se van der Waalsovim silamamonitoring - sustavno praćenje stanja okolišamonokotiledone - biljke jednosupnicemonokultura - sjetva istog usjeva u višegodišnjem razdoblju na istoj površinimontmoriloniti (smektiti) - sekundarni minerali građeni iz dva sloja tetraedara silicija izmeđukojih je umetnut jedan sloj oktaedara aluminija pa se ubrajaju u tip sekundarnih minerala 21lako bubre gubitkom vode se skupljaju specifična površina im je 700-800 m2 g-1mor - površinski organski materijal kisele pH reakcije nastao akumulacijom lišća u šumimramorizacija - rđaste ili sive zone u pedološkom horizontu nastale pod utjecajem promjeneoksido-redukcijemucilage mucigel - korijenske želatinozne izlučevine veće molekularne mase polisaharidipoliuronske kiseline (20-50) i ektoenzimi (kisela fosfataza polifenol oksidaza i dr)mutagen - svaki agens ili proces koji izaziva mutacijemutualizam - ekološki izraz za pravu simbiozu (oba organizma od zajednice imaju korist)nekonsolidiran - rastresiti sipki nestvrdnuti sedimentinekroza - pojava mrtvih dijelova lišća ili drugih dijelova biljke kao posljedica manjka ili suviškaelemenata ishranenematode - izduženi cilindrični nesegmentirani crvi često paraziti biljaka životinja i ljudinepolarne molekule - hidrofobne molekule (odbijaju vodu) molekule teško topljive u vodinepristupačna hraniva - biljna hraniva koja se nalaze u tlu ali ih biljke ne mogu usvojiti lako iliteško mobilne rezerve hraniva u tlunepristupačna voda - voda u tlu adsorbirana silom koja ne dopušta usvajanje (higroskopna voda)ili kemijski vezana vodaneto produkcija - rast biljaka odvija se u funkciji vremena i ima općenito oblik S krivulje prirastorganske tvari ili neto fotosintezaneutralizam - ekološki izraz u kojem živi organizmi nemaju koristi jedan od drugog nitiprouzrokuju štetu

428

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

neutralno tlo - tlo čiji je pH 65-73niša - funkcionalna veza između pojedinog organizma i staništanitratna redukcija - biološka redukcija nitrata do amonijaka u biljkama i mikroorganizmima prvistupanj redukcije do nitrita obavlja nitratna reduktaza (NRaza) u citoplazmi a drugi dio nitritnareduktaza (NiRaza) u kloroplastima NRaza je adaptivni enzim i za njegovu sintezu potrebno jeprisustvo nitrata Sadrži FAD Mo i aktivnu grupu SH Donor elektrona u procesu nitratne redukcijeje NADH koji potječe iz procesa glikolize a kod redukcije nitrata u korijenu egzistiranefotokemijski sustavnitrifikacija - mikrobiološka oksidacija amonijaka u tlu do nitrata vidi mineralizacijanitrofos i nitrofoske - kompleksna gnojiva dobivena postupkom razlaganja sirovih fosfatadušičnom kiselinom opća formula NH4NO3 + CaHPO4 + KCl reg NPK (nitrofoska) nitrofos ne sadržikalijnitrogenaza - enzimski kompleks potreban za biološku fiksaciju N2 sastoji se od dva proteina odkojih je prvi relativne molekularne mase oko 220000-245000 i sadrži željezo molibden i sumpor2 MoFe8S6 a drugi mase 50000-70000 s jednim atomom željezaNmin metoda - utvrđuje količinu mineralnih oblika dušika prije sjetve za proljetne kulture ili predbusanje i vlatanje za ozima žitanodule - nakupine bakterija roda Rhizobium Sinorhizobium i Bradyrizobium na korijenuleguminozanorveška salitra - mineralno gnojivo kalcijev nitrat Ca(NO3)2 13-16 Nnukleoproteidi (nukleini) - bjelančevine sastavljene od nukleinskih kiselina i jednostavnih bazičnihproteina (histona)obligatan - obvezan biogen ili faktor bez kojeg je nemoguć životobligatno aerobni organizmi - organizmi koji za život zahtijevaju prisutnost kisikaobligatno anaerobni organizmi - organizmi koji za život zahtijevaju odsutnost kisikaobradivo tlo - poljoprivredno tlo koje se obrađuje oranjem najmanje na dubinu 20-30 cmodron - pomak veće količine tla ili stijenja niz nagibodrživo korištenje tla - način korištenja tla s ciljem očuvanja ili povećanja njegovog produktivnogkapaciteta (plodnosti) Sustainable Land Useoglejavanje - redukcija željeza u anaerobnoj sredini uz nastanak sive ili plave boje uvjeti u tlu kojirezultiraju gleizacijom koja se manifestira neutralno sivom plavkastom ili zelenkastom bojomhorizonta ili pojavom takvih površina (mrlja ili crta)oksidacija - proces u kojem dolazi do oslobađanja energije uz uklanjanje elektrona iz tvari u živimorganizmima općenito se uklanja vodik (ponekad uz spajanje s kisikom) kemijski iili biološkiproces vezanja ugljika i kisika uz nastanak CO2oksidacijski broj - oksidacijski stupanj oksidacijsko stanje broj elektrona koji treba dodati ilioduzeti da se element vrati u elementarno stanje npr u CaCl2 za Ca = +2 a za Cl = -1oksidoredukcija - reakcija u kojoj je oksidacija jedne tvari (gubitak elektrona) vezana zaistovremenu redukciju druge (prijem elektrona)oksidoredukcijski uvjeti - vidi redoks potencijal tla Ehge+300 mV (aerobna respiracija) Eh=+100do +300 mV (fakultativna aerobna respiracija redukcija nitrata i Mn4+) Eh = 100 do +100 mV(fakultativna anaerobna respiracija redukcija Fe3+) Eh = 200 do -100 mV (anaerobna respiracijaredukcija sulfata) i Eh le-200 mV (anaerobna respiracija nastanak metana)ontogeneza - kratka rekapitulacija filogeneze rast i razvitak jedinke kroz njen život ontogenijaoperon - genski klaster (gen) čija je ekspresija kontrolirana jednim promotoromorganometalni kompleksni spojevi - kelati (sinonimi chelate šelati helati) vrlo pogodan oblikbiljnih hraniva jer tako vezani teški metali ne sudjeluju u drugim kemijskim reakcijama koje ih

429

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

mogu prevesti u teže ili nepristupačne oblike ne ispiru se iz rizosfere a biljke ih lako usvajajukorijenom i listomorganska gnojiva - vrlo raznolika skupina koja obuhvaća uglavnom različite otpatke biljnog iživotinjskog podrijetla stajnjak gnojovka gnojnica komposti bihugnoj i dr sintetska organskagnojiva npr ureaorganska tla - tlo čiji je predominantan sastav organska tvar obično se misli na tresetišta vidihistosolorganska tvar - općenito dio tla koji uključuje živu i mrtvu mikrofloru i mikrofaunu djelomičnorazgrađene dijelove biljnog i životinjskog tkiva i humus ugljikovi spojevi u tlu (isključujućikarbonate) primarno sadržaj humusa u tluorganski - tvar koja uključuje vezu između dva ili više ugljikovih atomaorganski dušik - dušik u organskoj tvariorganski kontaminant (onečišćivač) - sintetski organski ostaci u tlu (pesticidi polikloriranibifenili=PCB i dr)orografija - izgled terena obzirom na nadmorsku visinu reljefosmotski potencijal - dio ukupnog potencijala vode tla ovisan od koncentracije otopljene tvariosmotski tlak (OT) vodene faze tla - ovisi od koncentracije iona u vodenoj fazi tla (100 do 1000ppm) prosječno 034 bar OTbar = 036timesEC (dS m-1) hranjive otopine u hidroponima imaju OTizmeđu 05 i 15 bar izravno je proporcionalan broju čestica u jedinici zapremineosmoza - prolazak (difuzija) vode kroz polupropusnu (semipermeabilnu) membranu u ciljuizjednačavanja koncentracije otopinepaleo-tla - jako stara tla tla prekrivena mlađim sedimentima (najčešće u pleistocenu ili holocenu)što je usporilo ili potpuno zaustavilo dalji razvitak tlaparazitizam - ekološki izraz za odnos dva organizma u kojem jedan živi na račun drugoga (uorganizmu ili na njemu te uzima od njega metabolite)partenokarpija - zametanje i razvoj ploda bez oplodnje plodovi bez sjemenapasivno usvajanje hraniva - temelji se na fizikalnim zakonima difuzije i osmoze odnosno odvija sebez utroška energijepatogen - organizam većinom mikroorganizam uključujući viruse bakterije gljive i drugeživotinjske parazite i protozoe sposoban za infekciju i izazivanje bolesti domaćinaPCB - poliklorirani bifenili klasa kloriranih aromatskih hidrokarbonata termički i kemijski vrlostabilnih i dokazano karcinogeniped makrostrukturni - jednostavni pojedinačni granularni ili prizmatični agregat tlapedogenetski procesi - skup svih transformacija i premještanja mineralne i organske tvari teenergije u procesu nastanka tla (soluma) a zatim daljnjim odvijanjem u tlu upravljaju njegovomevolucijompedogeneza - prirodan proces nastanka tlapedologija - znanost o tlu tloznanstvo uključuje sastav distribuciju i genezu tlapedološka karta tla - geografska karta koja pokazuje tipove tla iili druge podatke o tlu kojikorespondiraju s tipom tla detaljna (110000 do 125000) itdpedološki profil - presjek tla kroz sve horizonte sve do matičnog supstratapedološko kartiranje - znanstveno-stručna inventarizacija tala i sistematizacija jedinica tala ilizemljištapedosfera - dio Zemljine kore u kojem se odvijaju pedogenetski procesi (nastanak tla)pedoturbacija - biološko i fizikalno miješanje odnosno homogeniziranje tlapeptizacija - prijelaz koloida iz stanja gela u stanje sola u tlu uz raspadanje agregata tla

430

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

perenijalan - rast koji se nastavlja iz godine u godinu višegodišnji rastperkolacija - vertikalno ili lateralno premještanje vode kroz tlo do razine podzemne vodepotpuna infiltracijapermeabilno ndash propusnopermeaze - proteini male molekularne mase (~30000 kDa) koji omogućuju usvajanje anionaolakšanom difuzijomperzistentna tvar - tvar koja se teško razgrađuje tvar čiji su ostaci u prirodnom okruženju udužem periodu prisutniaktivnipH - negativan dekadski logaritam aktiviteta H+ iona u otopini (pH = -log[H+]) stupanj kiselosti ilialkalnosti tla u granicama 2-10middot aktualni pH (mjeri se elektrometrijski u vodenoj suspenziji tla)middot izmjenjivi pH (mjeri se elektrometrijski u 1 M suspenziji KCl)middot Hidrolitska kiselost (Hy=potencijalna kiselost)pHBC - puferni kapacitet protiv zakiseljavanja (pHBC ili ANC = Acid-neutralizing capacity) kemijskereakcije koje do neke mjere mogu neutralizirati promjene pH u tlupijesak - mineralni dio tla promjera čestica 2-002 mm (USDA 20-005 mm)pirogeni minerali - svi minerali koji kristaliziraju iz lave odnosno magmepješčenjak - vezana pretežno slojevita klastična stijena nastala cementacijom pijeskaplagioklimaks - biljna zajednica koja se održava kontinuirano uslijed specifičnog antropogenogdjelovanja (npr pašnjaci požarišta)plan managementa hranivima - odnosi se na management organskim gnojivima a primjenjuje ses ciljem minimiziranja neželjenih efekata gnojidbe na okoliš optimizacije produkcije i povećanjaprofita jednog poljoprivrednog gospodarstva ili čitave regijeplastičnost - vlažno ili suho tlo koje se može svinuti bez prijeloma sposobnost tla zamodeliranjem (deformacijama) bez lomljenjaplazma tla ili ldquokrv tlardquo - vodena faza tla nakon razgradnje svježe organske tvari iz koje se sintezomldquode nuovordquo obrazuje plazma tla tekuće konzistencije sadrži proteine soli druge razloženeorganske fragmente i krute čestice u vodi (analogno pravoj krvi)plazmalema - plazmatična stanična membrana lipoproteidske građe debljine ~10 nm važne zaselektivno usvajanje iona i transfer tvari u tkivima živih organizamapleistocen ili diluvij - period nakon pliocena (geološko razdoblje kvartara) period između2000000 do 10000 god prije sadašnjosti u Europi 4 ili 5 perioda intenzivnog zahlađenja -glacijacija između njih otopljenja ndash interglacijacijeplodnost tla - stanje tla u odnosu na bioraspoloživost esencijalnih elemenata ishranepluvial - geološki period s velikim oborinamapneumatogeni minerali - minerali nastali kristalizacijom iz plinova i parapodzolizacija - formiranje podzola koje obuhvaća kiselu hidrolizu i destrukciju alumosilikatnejezgre stvaranje kelata i migraciju željeza aluminija i humusa u iluvijalni horizont uz nakupljanjesilicija u eluvijalnom horizontupokorica - redistribucija površinskih čestica uslijed jakih oborina (pljusak) uz nastanakkompaktnog površinskog zbijenog slojapokrovni usjevi - imaju funkciju ldquopokrivača tlardquo s namjerom sprječavanja erozije (vodom ilivjetrom) i ispiranja hraniva prije svega nitrata (često se nazivaju i bdquousjevi hvatačirdquo ili bdquocatchcropsrdquo mogu biti jednogodišnje dvogodišnje ili višegodišnje zeljaste biljke često i više vrstabiljaka združenih sjetvom pokrovni usjevi uzgajani ljeti uglavnom imaju namjenu sideratapolarizirane tvari - tvari koje imaju sposobnost polarne sorpcije zbog suprotnog ili neravnomjernoraspodijeljenog naboja dipoli = polarne molekule

431

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

polder - ratarske površine ili pašnjaci u Nizozemskoj dobivene isušivanjem dijelova mora ili jezerapoliploidija - genetska anomalija posjedovanje više od dva potpuna seta kromosomapolutant - proizvod antropogeni (proizvodljudske aktivnosti) ili prirodni (npr vulkanska erupcija)koji onečišćuje okoliš (atmosferu tlo i vodu)poljski kapacitet vlažnosti - ukupna vlaga preostala u dobro dreniranom tlu nakon njegovesaturacije vodom retencijski kapacitet tla za vodu kapilarna voda ili kapilarni kapacitet tla (33kPa odnosno 033 bara za glinasto-ilovasta tla a 10 kPa za pjeskovita tla)popravke tla - kondicioniranje primjena kondicionera za popravljanje kemijskih fizikalnih ibioloških svojstava tla restauracija degradiranih površina nastalih erozijom rudokopima iličišćenjem tlapore - diskretni prostori u tlu popunjeni zrakom ili vodomporozitet - dio volumena tla ispunjen porama ili većim prazninama izražava se u postotkuposredna gnojiva - neizravna gnojiva sadrže biogene elemente ali u kemijskom obliku koje biljkene mogu odmah usvojiti (npr humus vapno i dr) te utječu posredno (npr potiču mikrobiološkuaktivnost neutraliziraju kiselost djeluju preko poboljšanje strukture tla i dr) ili direktno nakonmikrobiološke ili kemijske transformacijepotencijal hraniva - koncept koji bioraspoloživost hraniva objašnjava parcijalnom energijom svakekomponente unutar ravnotežnog sustava tla (tekuća - čvrsta faza) odnosno njenim kemijskimpotencijalompotencijal vode u tlu (PSI) - negativan tlak vode ili tenzija vlažnosti (1 bar = 15 PSI) čista voda imaPSI = 0površinsko otjecanje - otjecanje dijela oborinske vode s nagnute površine koju tlo ne može upiti(runoff)prah - mineralni dio tla (mehanički element tla) promjera čestica 002-0002 mm (USDA 005-0002 mm)pravilo opadajućeg prirasta priroda - povećanjem doze gnojiva raste visina priroda ali je porastsve manji u odnosu na povećanje količine hranivaprecipitacija - taloženje proces taloženja često se događa u otopinama pri čemu nastaje talogdiskretnih česticaprecipitat - mineralno gnojivo CaHPO4times2H2O sekundarni kalcijev fosfat (kalcijhidrogenfosfat) do40 P2O5 topljivog u 2 limunskoj kiseliniprecizno ratarenje (Precision Agriculture) - moderna biljna proizvodnja koja koristi visokoprecizne i znanstvene metode u biljnoj proizvodnji (kompjuteri GPS GIS daljinski EM senzori zaprocjenu pojedinih svojstava tla mjerenje prinosa kod berbežetve i dr)prenositelji (carrier) - organske molekule koje se vežu s ionima i u obliku nastalog kompleksaputuju od vanjske do unutrašnje strane membrane aktivno usvajanje hranivaprimarna hraniva glavni elementi ishrane - N P i Kprimarna organska produkcija - proces fotosinteze autotrofni organizmi su primarni organskiproizvođači odnosno zelene biljke transformiraju neorgansku (neživu) tvar u organsku (živu)potrebnu svim živim bićima na Zemlji koristeći energiju Sunčeve radijacije proces primarneorganske produkcije osim organogenih elemenata (C O i H) zahtijeva i više mineralnihelemenataprimarni minerali - a) neizmijenjeni minerali tla izvorno magmatske stijene b) svaki mineral kojičini matičnu stijenu ili matični supstrat iz kojeg je nastalo tlo prosječno 80 krute faze tlapriming efekt - poticajni efekt kod unošenja svježe organske tvari (npr žetvenih ostataka) rastemobilizacija dušika i iz postojane teško razložive organske tvari npr humusa i efikasnostusvajanja dušika

432

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

prioni - proteinske infektivne čestice izazivači BSE (kravljeg ludila)prividno slobodan prostor korijena - vidi apoplastprodužni učinak gnojiva - djelovanje gnojiva tijekom jedne cijele ili kroz više vegetacijagodinasporodjelujuća gnojiva također djeluju produžno ali na drugačiji način (omotačem granuladodatkom inhibitora mikrobiološke aktivnosti posebnim kemijskim postupcima i dr)profil tla - vertikalni presjek tla od površine do matičnog supstrata ili relativno nepromijenjenogsloja služi za utvrđivanje endomorfoloških svojstava tlaprokarioti - primitivni organizmi bez jedarne membraneprotoplast - kompletna živa stanica kojoj je uklonjena vanjska (stanična) membranaprotoplazma - živi sadržaj stanice unutar plazmaleme (jedro citoplazma organele citoplazmatskiretikulum)protozoa - jednostanični eukariotski mikroorganizmi (npr amebe flagelati ciliati) koji se hranebakterijama virusima ili česticama organske tvaripseudomorf - mineral čiji vanjski izgled sliči drugom mineralu ili objektu s kojim se može lakozamijenitipseudooglejavanje - specifična tvorba sivih i rđastih mikro zona tla koje se izmjenjuju smazotinama i eventualno konkrecijama kao rezultat alternacije mokre i vlažne faze stagnirajućevodepufer - supstanca koja sprječava brzu promjenu pH tla (uključuje glinu humus karbonate i dr)putrefakcija - nastanak metana formaldehida hidrogen sulfid fosfina i dr u tlu u nepovoljnimuvjetima (suvišak vode anaerobioza) kad su prvi razarači organske tvari u procesu humifikacijeanaerobne bakterijeradijacija - prijenos energije u okolni prostor zračenjemrajonizacija - geografsko područje (agricultural region) koje karakteriziraju slična zemljišnaklimatska i druga svojstva neophodna za uspješan uzgoj npr vinove loze kriteriji rajonizacijemogu biti klimatski zemljišni ekonomski tradicijski i drraspoloživa voda - dio vode tla koji može biti usvojen korijenom biljaka voda vezana u tlu silomod 110 do 15 bara raspoloživa voda = (sadržaj vode u tlu - točka uvenuća) times dubina korijenaraspoloživi element - općenito element koji biljke mogu usvojiti iz tla element koji se nalazi u tluu vodotopljivoj ili izmjenjivo vezanoj formi a ujedno je u zoni korijena ili se može uskoropremjestiti u njurazina podzemne vode - gornja površina podzemne voderecentan - mlad novrecentna tla - tla koja se razvijaju u skladu sa sadašnjom konstelacijom (kombinacijom)pedogenetskih faktora Po stupnju razvoja mogu biti mlada tla evolucijski jače razvijena ili uklimaks stadiju (postignuta dinamička ravnoteža u skladu sa sadašnjom konstelacijom faktora)red tla - US klasifikacija tala sadrži 11 redova 1) Entisols 2) Inceptisols 3) Spodosols 4) Ultisols5) Alfisols 6) Vertisols 7) Oxisols 8) Histosols 9) Andisols 10) Aridosols and 11) Mollisolsredoks potencijal tla - elektromotorna sila (Eh) u tlu između +700 mV (suvišak elektronaoksidacijski uvjeti) i -300 mV (manjak elektrona redukcijski uvjeti) redoks potencijal pE = -log[e-]redukcija - procesi u kojima elementi ili tvari primaju elektrone u kemijskoj reakciji potencijalredukcije (vidi Eh) mjeri se u mVreduktivni uvjeti - anaerobni uz nizak pHregolit - nekonsolidirani površinski sloj raspadnutih stijena na čvrstoj podlozireliktna tla - tla sa značajkama prijašnjih konstelacija pedogenetskih faktora i procesa čija susvojstva vidljiva po profilu npr černozem

433

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

respiracija ndash disanjerestriktivni horizont - horizont u tlu koji ograničava vertikalno kretanje vode i zraka ili sprječavaprodor korijena u tloretencija vode - vododrživost tla funkcija teksturne klase tla ali i velikog broja drugihparametara npr zbijenost tla prisutnost nepropusne zone nagib tla visina podzemne vodehomogenost soluma itdretrogradacija fosfora - transformacija primarnih fosfata iz gnojiva u tlu koji su potpuno topljivi uvodi preko sekundarnih topljivih u slabim kiselinama do tercijarnih fosfata koji su s aspektaishrane bilja zanemarljivi jer su topljivi samo u jakim kiselinamareutilizacija i remobilizacija - premještanje tvarielemenata ishrane iz starijih u mlađe aktivnijeorgane biljaka nakon hidrolize organske tvari (remobilizacija) i transporta do mjesta resinteze(retranslokacija) pokretljivi (N P K Mg Cl Mn) i nepokretljivi elementi (Ca S Fe Cu Zn B Mo)rizosfera - dio tla koje prožima korijen sa specifičnom biološkom i mikrobiološkom populacijom(rizoflora i rizofauna)rotacija usjeva - smjena različitih usjeva na istoj površini po unaprijed poznatoj smjeni plodoredrubifikacija - ocrveničenje dehidratacija željeza i tvorba kambičnog horizontasadržaj vlage u tlu - masa vode koja se sušenjem na 105 0C ukloni iz tla minimalna vlaga tlapotrebna za biološku aktivnost je 12-15salinizacija - pedogenetski proces potpomognut akumulacijom lakotopljivih soli u dijelovimaprofila tla karakterističan za područja aridne ili semiaridne klime nastajanje zaslanjenih tala(solončak)saturacija bazama - popunjenost KIK-a baznim kationima u postotkusaturirano tlo - tlo čije su sve pore kroz cijeli profil ispunjene vodomSchulze-Hardy zakon - disperzija (deflokulacija) aglomeriranih čestica gline odnosno strukturnadegradacija to je jače izražena što je valentnost kationa višasedimentne taložne stijene - stijene nastale iz sedimenata različitog stupnja konsolidacijeuključujuću pješčenjake konglomerate neke vapnence i sl stijene nastale taloženjem u vodi ilina kopnu a) klastične (mehaničke) ndash taloženjem čestica pod utjecajem gravitacije b) kemijske ndashtaloženjem koje je posljedica kemijskih reakcija u vodi i c) organogene ndash taloženje ostatakaživotinjskih i biljnih organizamasekundarna hraniva - Ca Mg i Ssekundarni minerali - minerali nastali trošenjem primarnih minerala većinom minerali gline irazličiti oksidi u tlu približno 20 krute faze tlasekundarni simptomi nedostatka - naknadna multipla pojava simptoma deficita ili suficitaelemenata ishrane a kod oslabljenih biljaka često dolazi do napada bolesti što dalje kompliciravizualnu dijagnostiku maskiranjem primarnog uzroka pojave simptomasekvestracija C - fiksacija atmosferskog ugljičnog dioksida u biološkim (uglavnom fotosintetskim)ili fizičkim procesimasekvestren (sequestrene) - mikrognojiva koje sadrži mikroelemente u kelatnoj formi nprsequestrene Fe-330 Fe (DTPA) sequestrene HFe-138 (EDDHA) Mn-EDTA Zn-EDTA i drselektivna sorpcija - specifična ili selektivna sorpcija je pojava zadržavanja iona u unutarnjimprostorima koloidne čestice ioni unutar koloidne čestice mogu ostati zarobljeni nakonsmanjivanja količine vodene faze pa dolazi do pojave koja se uobičajeno naziva fiksacijasemipermeabilan - polupropusan npr polupropusna membrana sa selektivnom propustljivostiseskvioksidi - zajednički amorfni oksidi željeza i aluminija oksidi kod kojih je omjer metala i kisika115 (npr Fe2O3 ili Al2O3)sideracija siderati - zelena gnojidba biljke za zelenu gnojidbu unos (zaoravanje) svježe

434

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

lakorazgradljive organske tvari u tlo (nakon cvatnje usjeva) s namjerom obogaćivanja tlahranivimasilikati - stijene koje sadrže pretežno silicij najznačajnija skupina petrogenih minerala čiju osnovustrukturne građe čine SiO4 tetraedri a odlikuju se velikom tvrdoćom teškom topljivošću italjivošćusimbioza - dva organizma koja zajedno žive na uzajamnu korist npr gljive i alge u lišaju(individualni organizmi su simbionti)simplast - unutarnji prostor stanica put vode po simplastu je višestruko sporiji od kretanja poapoplastu jer svaka stanica pruža znatan otpor (procijenjen na 10 kPa)simport - transport iona u parovima (kotransport ili simport) i uključuje različite ionske parovenpr 2H+-Cl- Cl--H+ 2H+-H2PO4-simptomi deficita - kloroza i nekroza lišća te slab rast biljaka prouzročen nedostatkomesencijalnih elemenata ishrane simptomi deficita hraniva ponekad mogu biti zamijenjeni zasimptome suficitasinergizam - simultana akcija odvojenih procesa koji zajedno imaju veći efekt od zbirapojedinačnih efekata ekološki izraz za zajednicu organizama koja komplementarno djelujesink - uvirište kapacitet za akumulaciju (sink) najviše ovisi o dostignutoj veličini biljaka ilipojedinih organa suprotno je source = izvorsirovi humus - nepotpuno humificirana organska tvar koja sadrži djelomično razložene fragmenteskor funkcija - krivulja kojom se rangira (boduje) intenzitet nekog indikatora na skor funkciji seističu tri kardinalne točke minimum optimum i maksimum matematička funkcija (linearne ilinelinearna) kojom se procjenjuje utjecaj nekog parametraslano tlo - tlo smanjene plodnosti koje sadrži dosta topljivih solisolni udar - pojava znatnog porasta osmotskog tlaka kod unošenja većih količina mineralnihgnojiva u suho tlo što sprječava biljke da uzimaju vodu i hranjive tvari u njojsolum - dio tla iznad relativno nepromijenjenog materijala u pedološkom smislu uključuje svegenetske horizonte tla bez matičnog supstratasonda - alat za uzimanje uzoraka tla (pedološka agrokemijska ručna hidraulička i dr)sondiranje - terensko uzorkovanje tla sondom pomoću karte (pedološke ili topografske) ili uzpomoć GPS uređajasorpcija - zadržavanje tvari bez implikacije o vrsti mehanizma zadržavanja Ovaj termin uključujeadsorpciju apsorpciju taloženje (precipitaciju) i površinsko taloženjespecifična lisna površina (SLA) - površina lišća u m2 kg-1 njegove suhe tvarispodični horizont - podpovršinski horizont karakterističan po akumulaciji aluminija (također iželjeza) i organske tvarisporodjelujuća gnojiva - gnojiva dušična i kompleksna s produžim učinkom zbog sporogotpuštanja hraniva ili spore razgradnje u tlustajnjak stajski gnoj - smjesa različito razgrađenih čvrstih i tekućih izlučevina domaćih životinja istelje (prostirke) koja služi za upijanje tekućeg dijela sastav stajskog gnoja ovisi od vrste domaćihživotinja načinu njihove ishrane i vrste stelje pa je kemijski sastav i uporabna vrijednost stajnjakavrlo različitastruktura tla - prostorni raspored teksturnih čestica (mehaničkih elemenata) tla vidljiv krozstupanj i tip agregacije izgled veličinu i raspored pora tlasubakvalna (subhidrična) tla - odjel tala koji obuhvaća pedosferne mase čiji se postanak i razvitakodvijaju pod plitkim vodnim pokrivačem stajačica (plićaci jezera bara i priobalja)suho ratarenje - biljna proizvodnja u aridnim i semiaridnim uvjetima bez irigacije uz tehnikekonzerviranja vlage u tlu (obrada malč kultivacija uklanjanje korova i dr)

435

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

superfosfat - mineralno gnojivo kalcijev dihidrogenfosfat Ca(H2PO4)2timesH2O + CaSO4 16-19 P2O5supstratno inducirani enzim - enzim čija aktivnost raste s porastom koncentracije supstrata nprnitratna reduktaza (NRaza)šljunak - nevezani klastični sediment izgrađen od krupnih zaobljenih fragmenata (valuticaoblutaka) istog ili različitog petrografskog sastavatalk ili milovka - prirodni magnezijev silikat Mg3(OH)2Si4O10 mineral metamorfnih stijenanajčešće u lističastim nakupinama vatrostalni materijal često korišten u papirnoj i kozmetičkojindustrijitalofite (tallophyta) - niže biljke koje imaju talus (nediferenciran oblik) bakterije alge gljive ilišajitekstura mehanički ili granulometrijski sastav tla - udio pojedinih čestica ( mase) u građi krutefaze tla ovisno o njihovoj veličiniteksturna svojstva tla - poroznost sposobnost upijanja (sorptivnost) i provođenja vode(konduktivitet)teksturni trokut tla - 3-fazna skala za determiniranje teksturne grupe tlatektonski - stjenovita struktura nastala pomjeranjem u Zemljinoj koritenzija vlažnosti - sile koje vodu drže uz čestice tla a s druge strane osmotski tlak vodene faze tlaterasa - prirodni fenomen ili posebno konstruirana stepenasta površina nagiba zbog obradesprječavanja erozije zadržavanja oborina i obrade tlatercijar - geološki period između 75 mil i 2 mil godina prije sadašnjostitermofilne bakterije - bakterije čija je optimalna aktivnost između 45deg i 55 degCternarni kompleks - trojni kompleksi tla koji omogućavaju istovremenu polarnu adsorpcijukationa i aniona u tlu na dva načina a) AK-O-M-A + H+ b) AK-A-M + OH- (AK=adsorpcijskikompleks tla M=metal A=anion)terroir - izvorno francuski izraz [tɛʁwaʁ] koji se koristi za označavanje posebnih geografskihgeoloških i klimatskih značajki nekog terenalokacije suština izraza je pretpostavka kako određenilokalitet za uzgoj vinove loze ima jedinstven kvaliteta koji je specifičan za tu regiju mudarvinogradar svakako razumije interakciju terena i kakvoće grožđa odnosno vinateška tla - tla s visokim sadržajem gline tla teška za obraduteški metali ili teške kovine - metali čija je gustoća gt 5kg dm-3 toksični elementi za ljude životinjei biljke iznad određene koncentracije Cd Cu Cr Hg Ni Pb Zntinjci ili liskuni - minerali magmatskih metamorfnih i sedimentnih stijena koji se kalaju u tankelistiće (npr muskovit i biotit)tip korištenja zemljišta - godišnji ndash usjevi višegodišnji ndash nasadi pašnjaci suvremena tipizacijauzima u obzir biološke sociološko-ekonomske tehničko-tehnološke i druge aspekte koji surelevantni za promjene u produktivnosti zemljištatlo -middot dinamičan polifazan prirodni supstrat biljne ishrane građen iz krutog (mineralni ~95 mase) i

organskog dijela (~5 mase) ukupno ~50 zapremine tekuće (~25) plinovite (~25) i živefaze (nekoliko t ha-1)

middot trošina stijena izmiješana sa organskom tvari i akumulirana na Zemljinoj površini (geološkadefinicija)

middot trodimenzionalno dinamično prirodno tijelo rastresit sloj Zemljine površine izmijenjenzajedničkim djelovanjem pedogenetskih faktora (matični supstrat klima reljef organizmivrijeme i čovjek)

točka trajnog uvenuća - postotak vlage u tlu kod kojeg nastupa nepovratno uvenuće biljakatočka venuća - postotak vlage u tlu pri kojem biljka više ne može usvajati vodu i vene ali

436

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

dodavanjem vode biljke nastavljaju rasttoksični elementi - Cr Cd U Hg Pb As i drtoksičnost - nepovoljan biološki efekt prouzročen otrovima ili drugim tvarimaTomasfosfat Tomasovo brašno - mineralno sporodjelujuće fosforno gnojivo kalcijev fosfat (siliko-karnotit Ca5[SiO4(PO4)2]) 8-14 P2O5 topljivog u 2 limunskoj kiselini sadrži još Ca-silikate MnCu i druge kovinetransfer funkcija - funkcijska veza između pojedinih svojstava tla opisanih varijablama u odnosuna mjerljiva svojstva sustavatransgene biljke - nove biljne vrste ili kultivari dobiveni introdukcijom strane DNA u biljno tkivo izkojeg se regeneracijom (kultura tkiva) dobiju biljke koje sadrže stranu DNA i drugačija svojstva(željena često uz neželjena)translokacija - premještanje tvari s jedne na drugu lokaciju premještanje zemljišnogmaterijala u otopini ili suspenziji iz jednog u drugi horizont tlatranspiracija - gubitak vodene pare u atmosferu s površine živih biljaka koja podliježe regulaciji(puči)trijas - geološki period između 190 mil i 150 mil godina prije sadašnjosti trostruki superfosfat tripleks - mineralno gnojivo kalcijev dihidrogenfosfat bez gipsaCa(H2PO4)2timesH2O 42-48 P2O5UAN - mineralno gnojivo urea + NH4NO3 + voda tekuće dušično gnojivo s 30plusmn05 N i pHasymp7ubrzana erozija - erozija ubrzana ljudskim djelovanjemukupni vodni potencijal tla - suma matriks osmotskog hidrostatskog pneumatskog igravitacijskog potencijala (prva dva su najvažnija)ultramikroelementi - elementi u tragovima za koje još nije utvrđena fiziološka funkcijaultramikropore - pore čiji je promjer lt5 micromurea - mineralno gnojivo CO(NH2)2 46 Nuređenje zemljišta - krčenja čišćenje zaštita od poplava izgradnja sustava za navodnjavanjeodvodnja ravnanje terasiranje i drvapnena ili karbonatna tla - tla koja sadrže dosta CaCO3 pa tretman s HCl izaziva burno izdvajanjeCO2vapno - kalcijev hidroksid (Ca(OH)2)vaskularno kretanje vode - kretanje vode kroz provodna tkiva najčešće ksilemvegetacijski period - dio godine kad je temperatura tla iznad ldquobiološke nulerdquo što omogućava rastbiljaka (gt4 degC)vektor - životinja ili insekt prijenosnik organizama koji izazivaju bolestvermikultura - kompostiranje uz pomoć zemljišnih crva pod uglavnom aerobnim uvjetimavermikompostvolatizacija - plinoviti gubitak tvari u atmosferuvolumna gustoća (ρ) - masa prirodnog tla po jedinici zapremine (g cm-3) masa suhog tla uprirodnom stanju po jedinici volumena (g cm-3)vrednovanje zemljišta (bonitiranje) - ocjenjivanje pogodnosti zemljišta za određenu namjenu(Land evaluation) na temelju većeg broja indikatora pogodnosti (klimatskih pedološkihagrokemijskih hidroloških i dr) klasifikacija zemljišne pogodnosti (bdquoLand Suitabilityldquo) obično je u5 klasa (prve 3 pogodne i 2 nepogodne za poljoprivredno korištenje)waterlogging (vodolež) - zadržavanje vode iznad nepropusne zone tla uz štetne posljedice pa ipropadanje korijena ldquozacementiranrdquo (hardpan) podoranični sloj osobito na na aluvijalnimterasama koji sprječava infiltraciju vode ili plitak solum iznad čvrste stijene

437

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

zaslanjivanje - proces akumulacije soli u tluzbijanje - porast volumne gustoće tla kao posljedica mehaničkih sila (np gaženja traktorom)zdravlje tla - kapacitet specifičnih funkcija tla unutar prirodnog ili ograničeno uređenogekosustava koji podržava biljnu i animalnu produkciju održava ili povećava kvaliteta vode i zraka ipotpomaže zdravlje i stanovanje ljudizemljišna svojstva - pojedina svojstva (atributi) tla koja mogu biti jednostavna (npr pH) ili složena(npr retencijski kapacitet tla za vodu) a moraju biti mjerljiva (analizom daljinskim mjerenjem isl) ili predvidljiva (npr terenskim istraživanjem proračunima itd)zemljište - geodetsko-tehnički ekvivalent za tlo obuhvaća vegetaciju geološkoorografskuhidrolološku i klimatsku osnovu nekog područja širi pojam od tla koje podrazumijeva samosupstrat biljne ishranezemnoalkalne kovine zemnoalkalni metali - elementi II-A grupe periodnog sustava (Be Mg CaSr Ba i Ra) dvovalentni kationi (oksidacijski broj +2) postojaniji i manje reaktivni od alkalnihmetala u prirodi se nalaze samo u obliku spojeva hidroksidi zemnoalkalnih metala topljivih u uvodi (izuzev berilijevih) ali slabije od alkalnih metalazeoliti ndash natrijevi ili kalcijevi alumosilikati (rjeđe Ba Sr i K-alumosilikati) vrlo velike adsorpcijskesposobnosti primjenjuju se kao ionski izmjenjivači kondicioneri tla za povećanje sorpcijske moćikao dodatak stelji za vezivanje amonijaka pročišćivači otpadnih i kanalizacijskih voda teradioaktivnog otpada za čišćenje dimnih plinova za industrijske potrebe koristi se sintetski zeolitzlatotopka - smjesa koncentriranih kiselina HCl i HNO3 (31)zreli kompost ili stajnjak - stabilan dobro fermentirani kompoststajnjak stajnjak ili kompostniskog sadržaja ugljika i visokog sadržaja bioraspoloživih hranivaživi malč - pokrovni usjev unutar godišnjeg ili višegodišnjeg usjeva ili trajnog nasada (međuusjev)koji donosi dobit svrha je suzbijanje korova smanjivanje ili sprječavanje erozije tla uz povećanjeplodnosti zadržavanje vode i sprječavanje ispiranja lakopokretnih iona

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

14 OPĆA LITERATURA

Abrol YP (1990) Nitrogen in Higher Plants Research Studies in Botany Vol 6Research Studies Press LTD Somerset England 492 p

Arnold PW (1962) The Potassium Status of some English Soils Considered as aProblem of Energy Relationships Proceedings No72 The International FertilizerSociety York UK 25-43

Arnon DI Stout PR (1939) The essentiality of certain elements in minute quantityfor plants with special reference to copper Plant Physiology 14(2) 371-375

Bergmann W (1983) Ernaumlhrungsstoumlrungen bei Kulturpflanzen Entstehung undDiagnosen VEB Gustav Fischer Verlag Jena

Chen Y Avnimelech Y (1986) The role of Organic Matter in Modern AgricultureKluwer Academic Publishers Dordrecht The Netherlands 306 p

Driessen PM (1986) The QLE primer A first introduction to quantified landevaluation procedures Lecture Notes for JO50-140 bdquoLand Evaluation IIldquoAgricultural University Wageningen Centre for Food Studies The Netherlands

Epstein E (1972) Mineral Nutrition of Plants Principles and Perspective New YorkUSA John Wiley and Sons Inc

Faller N (1972) Schwefeldioxid Schwefelwasserstoff nitrose Gase und Amoniak alsausschlieliche S-bzw N-Quellen der houmlheren Pflanzen ZeitschriftfuumlrPflanzenernaumlhrung und Bodenkunde 131 120-130

FAO (1976) A Framework for Land Evaluation FAO Soils Bulletin 32 RomeFAO (1996) Agro-ecological Zoning Guidelines FAO Soils Bulletin 73 RomeFinck A (1969) Pflanzenernaumlhrung in Stichworten Verlag Ferdinand Hirt KielFinck A (1982) Fertilizers and Fertilization Introduction and Practical Guide to Crop

Fertilization Wiley-VCH Verlag GmbH Weinheim 455 pHall R (2008) Soil Essentials Managing your Farmrsquos Primary Asset Landlinks Press

CSIRO Publishing 192 p httpwwwlandlinkscomauHalliday DJ Trenkel ME (1992) IFA World Fertilizer Use Manual International

Fertilizer Industry Association ParisHolzer U Doumlhler H Aldag R (1988) Ammoniakverluste bei der

Rinderguumllleausbringung im Modellversuch VDLUFA-Schriftenreihe 23Kongressband 1987 265-278

Hoskins BR (1997) Formerly Soil Testing Handbook for Professional AgriculturalistsMaine Forestry amp Agricultural Experiment Station University of Maine

ISU USDA NRCS (2006) Iowa Soils Properties and Interpretations Database ISPAIDVersion 72 Prepared by Gerald A Miller Thomas E Fenton and Brian JTiffany - Department of AgronomyhttpextensionagroniastateedusoilsSSDS_mapshtml

Jones JB (2003) Agronomic handbook management of crops soils and their fertilityCRC Press LLC 450 p

Kastori R (2005) Azot agrokemijski agrotehnički fiziološki i ekološki aspekti Naučniinstitut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad 419 p

Kastori R Maksimović I (2008) Ishrana biljaka Vojvođanska akademija nauka iumetnosti Novi Sad 237 p

Kastori R (1983) Uloga elemenata u ishrani biljaka Matica Srpska Novi Sad 350 p

440

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

Kastori R (1990) Neophodni mikroelementi fiziološka uloga i značaj u biljnojproizvodnji Naučna knjiga Beograd 267 p

Kastori R (1998) Fiziologija biljaka Feljton Novi SadKochian LV (1991) Mechanisms of micronutrient uptake and translocation in plants In

JJ Mortvedt ed Micronutrients in Agriculture Soil Science Society of AmericaMadison WI 251-270

Lal R Shukla MK (2004) Principles of Soil Physics The Ohio State UniversityColumbus Ohio USA Marcel Dekker Inc 699 phttpwwwscribdcomdoc48277460Principles-of-Soil-Physics

Leskošek M (1993) Gnojenje Kmečki glas LjubljanaLeskošek M (1989) Gnojila in gnojenje ČZP LjubljanaLowrison GC(1989) Fertilizer Technology Ellis Horwood Limited Halsted Press New

York Chichester 406 pMarschner H (1986) Mineral Nutrition of Higher Plants Academic Press San Diego

California USA 461 pMarschner H (1990) Nutrient Dynamics in the Rhizosphere III Simposio Nacional

Nutricioacuten Mineral de las Plantas tema nutricioacuten mineral bajo condiciones destress Palma de Mallorca 18-20 de septiembre de 1990

Marschner H (1991) Root-induced changes in the availability of micronutrients in therhizosphere In Plant roots the hidden half 3rd edition Y Waisel A Eshel amp UKafkaki (eds) Marcel Decker Inc New York 503-528

Marschner H (1995) Mineral nutrition of higher plants second edition AcademicPress London 889 p

Martinović J (1997) Tloznanstvo u zaštiti okoliša priručnik za inženjere Državnauprava za zaštitu okoliša Zagreb 288 p

McBride M B (1994) Enviromental Chemistry of Soils Oxford University Press NewYork 406 p

Mengel K (1985) Dynamics and availability of major nutrient in soils Advances in SoilScience 2 65-131

Mengel K Kirkby EA (1987) Principles of Plant Nutrition 4th edition InternationalPotash Institute Bern 687 p

Mengel K Kirkby EA Kosegarten H Appel T (2001) Principles of Plant Nutrition5th edition Springer 849 p

Millthorpe FL Moorby J (1979) An introduction to crop physiology CambridgeUniversity Press New York 244 p

Muumlntz K (1984) Stickstoffmetabolismus der Pflanzen VEB Gustav Fischer Verlag Jena331 p

Nemeth K (1982) Odredjivanje stvarne i potencijalne raspoloživosti hranjivihelemenata u zemljištu pomoću metode elektroultrafiltracije (EUF)Poljoprivredno-šumarski centar Beograd

Popović Ž (1985) Agrohemija i fertilizacija Poljoprivredni fakultet BeogradPopović Ž Stikić R (1986) Sadašnje predstave o uzimanju hraniva biljkama

Agrohemija 4 235-257Rajković Ž (1978) Značaj i osobenosti azota u sistemu kontrole plodnosti zemljišta i

primena đubriva Bilten za kontrolu plodnosti zemljišta i upotreba đubriva NoviSad 2 5-49

Raun WR Johnson GV Mullen RW Freeman KW Westerman RL (2007) Soil-Plant Nutrient Cycling and Environmental Quality Department of Plant and Soil

441

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Sciences Oklahoma State UniversityRayment GE Lyons DJ (2011) Soil chemical methods- Australasia CSIRO Publishing

Collingwood Australia 496 pRayment GE Lyons DJ (1996) Soil Chemical Methods ndash Australasia CSIRO

Publishing Melbourne 495 pRengel Z (2007) Cycling of Micronutrients in Terrestrial Ecosystems Marschner P and

Rengel Z (eds) Soil Biology Springer-Verlag Berlin Heidelberg 10 93-113Rengel Z (1999) Mineral Nutrition of Crops Fundamental Mechanisms and

Implications Food Products Press New York London Oxford 399 pResulović H Čustović H Čengić I (2008) Sistematika tlazemljišta nastanak svojstva

i plodnost Poljoprivredno-prehrambeni fakultet Univerziteta u SarajevuSarajevo 231 p

Roumlmheld V Marschner H (1991) Functions of micronutrients in plants InMicronutrients in Agriculture edited by Mortvedt JJ Cox FR Shuman LMWelch RM SSSA Madison USA 297-328

Rossiter DG (1994) Land Evaluation Lecture Notes Cornell University College ofAgriculture amp Life Sciences Department of Soil Crop amp Atmospheric Scienceshttpwwwitcnl~rossiterteachles494tochtm

Salisbury FB Ross CW (1986) Plant Physiology 3th edition Wadsworth PublishingCompany Belmont

Salisbury FB Ross CW (1992) Plant Physiology 4th edition Wadsworth biologyseries Wadsworth Publishing Company 682 p

Sarić M (1982) Genetic specificity of mineral nutrition of plants Scientific assemblesVol XIII No 3 Beograd

Sarić M Stanković Ž Krstić B (1987) Fiziologija biljaka Naučna knjiga Beograd 539p

Scharrer K Linser H (1966) Handbuch der Pflanzenernaumlhrung und Duumlngung (Band 1-3) Springer-Verlag Wien New York

Schmidhalter U Maidl FX Heuwinkel H Demmel M Auernhammer H Noack PRothmund M (2008) Precision Farming - Adaptation of Land UseManagement to Small Scale Heterogeneity Perspectives for AgroecosystemManagement balancing environmental and socio-economic demands Edited byP Schroumlder J Pfadenhauer J C Munch Elsevier 121-199

Schofield RK (1955) Can a Precise Meaning be given to Available Soil PhosphorusSoils and Fertilizers 18 373-375

Schultz J (2005) The Ecozones of the World The Ecological Divisions of the GeosphereSpringer-Verlag Berlin Heidelberg 255 p

Škorić A (1977) Tla Slavonije i Baranje JAZU Zagreb 256 pTeklić T (1996) EUF-metoda u kontroli plodnosti pseudoglejnih tala Doktorska

disertacija Poljoprivredni fakultet u Osijeku Osijek 124 strThornley JHM (1976) Mathematical Models in Plant Physiology Academic Press Inc

London 331 pVukadinovic V Rengel Z (2007) Dynamics of sodium in saline and sodic soils

Communications in Soil Science amp Plant Analysis 38(15-16)2077-2090Vukadinović V (1990) Primjena kompjutora u poljoprivredi Znanstveno-stručno

savjetovanje OsijekVukadinović V (1999) Ekofiziologija Poljoprivredni fakultet u Osijeku skripta 75 pVukadinović V Teklić T Lončarić Z (1996) The implement of the AL-method in

442

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

fertilizer recommendations in agriculture ITI 96 Proceedings of the 18thInternational Conference on Information Technology Interfaces Pula

Vukadinović V Bertić B (1989) Praktikum iz agrokemije i ishrane bilja Poljoprivrednifakultet u Osijek Osijek

Walsh LM Beaton JD (1973) Soil Testing and Plant Analysis (Revised) Soil ScienceSociety of America Madison USA 491 p

Welte H Timmermann F (1982) Uumlber den Naumlhrstoffeintrag in Grundwasser undOberflaumlchengewaumlsser aus Boden und Duumlngung VDLUFA ndash Schriftenreihe 5Darmstadt 236 p

Woodruff CM (1955a) Energies of replacement of calcium and potassium in soils SoilScience Society of America Proceedings 19 167-171

Woodruff CM (1955b) Ionic equilibria between clay and dilute salt solutions SoilScience Society of America Proceedings 19 36-40

[Type text] [Type text] [Type text]

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

Page 2: [Type text] [Type text] [Type text] - Pedologija

[Type text] [Type text] [Type text]

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

POLJOPRIVREDNI FAKULTET U OSIJEKU

Vladimir VukadinovićVesna Vukadinović

ISHRANA BILJA

Osijek 2011

[Type text] [Type text] [Type text]

Dr sc Vladimir VukadinovićRed prof Ishrane bilja Poljoprivredni fakultet u OsijekuDr sc Vesna VukadinovićDoc Vrednovanja zemljišnih resursa Poljoprivredni fakultet u Osijeku

ISHRANA BILJAIII izmijenjeno i dopunjeno izdanje

Nakladnik Poljoprivredni fakultet u Osijeku

RecenzentiProf dr sc Blaženka Bertić red prof Fertilizacije Poljoprivredni fakultet u OsijekuProf dr sc Zdenko Rengel akademik HAZU Plant Nutrition Sveučilište zapadne

Australije PerthProf dr sc Rudolf Kastori akademik VANU i MTA Fiziologija biljaka Poljoprivredni

fakultet Novi SadProf dr sc Dragan Amić red prof Kemije Poljoprivredni fakultet u OsijekuProf dr sc Milan Poljak red prof Fiziologije bilja Agronomski fakultet ZagrebDr sc Miranda Šeput nasl doc Hrvatski centar za poljoprivredu hranu i selo ZagrebIvan Gašpar dipl inž savjetnik tvornice mineralnih gnojiva ldquoPetrokemijardquo dd Kutina

Lektor Ksenija Budija profGrafičko oblikovanje i kompjutorski prijelom Igor Plac i Vladimir Vukadinović

Tisak Zebra VinkovciNaklada 500 primjeraka

Na temelju članka 52 stavka 1 podstavka 11 Statuta Sveučilišta JJ Strossmayera uOsijeku i sukladno članku 22 Pravilnika o izdavačkoj djelatnosti Sveučilišta JJStrossmayera u Osijeku a na prijedlog Sveučilišnog odbora za izdavačku djelatnost od12122011 god Senat Sveučilišta JJ Strossmayera u Osijeku je na sjednici Senataodržanoj 16 siječnja 2012 dao suglasnost (broj 4811) za izdavanje udžbenika podnazivom bdquoIshrana biljaldquo autora prof dr sc Vladimira Vukadinovića i doc dr sc VesneVukadinović na Poljoprivrednom fakultetu u Osijeku Dana je i suglasnost o upotrebiamblema Sveučilišta JJ Strossmayera u Osijeku koji mora biti otisnut na pogodnommjestu na prednjoj korici udžbenika

Tiskanje ove knjige financijski su potpomogli1 Hrvatski centar za poljoprivredu hranu i selo Zagreb2 Tvornica šećera doo Osijek3 Osječko-baranjska županija4 Agrokor Trgovina dd Zagreb5 Sladorana dd Županja6 AM Agro doo Petrijevci7 Poljoprivredni centar doo Veliškovci

CIP zapis dostupan u računalnom katalogu Gradske i sveučilišne knjižnica Osijek podbrojem 130318081 ISBN 978-953-6331-24-1

[Type text] [Type text] [Type text]

Sadržaj

1 UVOD U ISHRANU BILJA111 BILJEŠKA O AUTORIMA 312 POVIJEST ISHRANE BILJA 4

2 ELEMENTI BILJNE ISHRANE 721 PODJELA HRANJIVIH TVARI 722 PRAVILA ZA UTVRĐIVANJE NEOPHODNOSTI ELEMENATA BILJNE ISHRANE 9

3 TLO KAO SUPSTRAT BILJNE ISHRANE 1331 SASTAV TLA 1332 KOLOIDNA SVOJSTVA TLA 20

4 AGROKEMIJSKA SVOJSTVA TLA I NJEGOVA PLODNOST 2541 PROCJENA ZEMLJIIŠNE POGODNOSTI 26

411 Model procjene pogodnosti zemljišta za trajne nasade37412 Model procjene pogodnosti zemljišta za obradu40

42 TIPOVI TLA44421 Osnove hrvatske klasifikacije tala44422 Sirozem (Regosol)46423 Koluvijalno tlo (Koluvium) 47424 Černozem 48425 Eutrično smeđe tlo (Eutrični kambisol)49426 Crvenica (Terra rosa) 50427 Lesivirano tlo (Luvisol) 51428 Rigolano tlo (Rigosol)52429 Pseudoglej 534210 Aluvijalno (fluvijalno) tlo - Fluvisol 544211 Fluvijativno livadsko tlo (Humofluvisol Semiglej) 554212 Ritska crnica (humoglej) 554213 Močvarno glejno tlo (euglej) 56

43 DUBINA TLA5844 TEKSTURA I STRUKTURA TLA 6045 PH-VRIJEDNOST REAKCIJE TLA65

451 Aktualna pH-reakcija 70452 Izmjenjiva ili supstitucijska pH-reakcija tla 71453 Hidrolitička kiselost tla 72

46 ORGANSKA TVAR TLA - HUMUS7647 VODA U TLU 83

471 Gravitacijska voda 87472 Kapilarna voda 88473 Higroskopna voda 88474 Kemijski vezana voda88475 Raspoloživost vode89

48 TEMPERATURA TLA 9149 ZASLANJENOST I ALKALIČNOST TLA 93410 SADRŽAJ ŠTETNIH TVARI U TLU97411 SORPCIJA IONA U TLU I NJEN ZNAČAJ 103

IV

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

412 OBLICI HRANJIVIH TVARI U TLU 1094121 Pokretljive hranjive tvari 1104122 Dinamika hraniva u tlu 112

413 POTENCIJAL HRANIVA 1145 USVAJANJE HRANIVA 119

51 KINETIKA DIFUZIJE 12052 PASIVNO USVAJANJE HRANIVA 122

521 Gibbs Donnanova ravnoteža 12353 AKTIVNO USVAJANJE HRANIVA 12854 USVAJANJE VODE 13955 USVAJANJE HRANIVA LISTOM 14356 SADRŽAJ MINERALNIH TVARI U BILJKAMA 14557 PROMJENA SADRŽAJA ELEMENATA U BILJKAMA14658 OPSKRBLJENOST BILJAKA MINERALNIM TVARIMA 14859 SIMPTOMI NEDOSTATKA I SUVIŠKA ELEMENATA ISHRANE 149

591 Opći simptomi nedostatka 152592 Ključ za determinaciju nedostatka hraniva prema simptomima154593 Antagonizam i sinergizam elemenata ishrane 159

6 MAKROELEMENTI 16161 DUŠIK 161

611 Dušik u tlu161612 Podrijetlo dušika u tlu 163613 Nesimbiozna fiksacija dušika 164614 Simbiozna fiksacija dušika165615 Mineralizacija dušika u tlu 166(sivo označena polja sadrže unaprijed postavljene vrijednosti)172616 Gubici dušika iz tla 173617 Dušik u biljkama174

62 SUMPOR 181621 Sumpor u tlu 182622 Sumpor u biljkama 183623 Nedostatak i suvišak sumpora 185

63 FOSFOR 186631 Fosfor u tlu 186632 Fosfor u biljkama 189633 Nedostatak i suvišak fosfora 192

64 KALIJ 193641 Kalij u tlu193642 Kalij u biljkama196643 Nedostatak i suvišak kalija 198

65 KALCIJ198651 Kalcij u tlu 199652 Kalcij u biljkama 205653 Nedostatak i suvišak kalcija 207

66 MAGNEZIJ 207661 Magnezij u tlu 208662 Magnezij u biljkama 208663 Nedostatak i suvišak magnezija 210

V

Vladimir i Vesna Vukadinović Ishrana bilja

7 MIKROELEMENTI 21371 ŽELJEZO 21472 MANGAN 21973 BOR 22074 CINK 22475 BAKAR 22676 MOLIBDEN 22777 KLOR 22878 NIKAL 229

8 KORISNI ELEMENTI (BENEFICIJALNI ELEMENTI) 23181 KOBALT 23182 NATRIJ 23183 SILICIJ 23284 SELEN 23385 ALUMINIJ 23486 VANADIJ JOD TITAN LANTAN I CER 235

9 ZNAČAJ MAKRO I MIKROELEMENATA U ISHRANI LJUDI 23791 KALCIJ (CA) 23792 FOSFOR (P) 23893 KALIJ (K) 23894 NATRIJ (NA) 23895 KLOR (CL) 23996 SUMPOR (S) 23997 MAGNEZIJ (MG) 23998 ŽELJEZO (FE) 24099 CINK (ZN) 240910 BAKAR (CU) 241911 MOLIBDEN (MO) 241912 SELEN (SE) 242913 JOD (I) 242914 MANGAN (MN) 242915 KOBALT (CO) 243916 ULTRAMIKROELEMENTI 243

9161 Krom (Cr) 2439162 Vanadij (V) 2449163 Fluor (F) 2449164 Kositar (Sn) 2449165 Germanij (Ge) 2449166 Stroncij (Sr) 2449167 Cezij (Cs) 2459168 Arsen (As) 2459169 Litij (Li) 245

917 OTROVNI TEŠKI METALI 24510 GNOJIVA 247

101 MINERALNA GNOJIVA 2471011 Podjela mineralnih gnojiva 2471012 Kakvoća mineralnih gnojiva 250

102 DUŠIČNA GNOJIVA 254

VI

Ishrana bilja Vladimir i Vesna Vukadinović

1021 Amonijev sulfat (NH4)2SO42541022 Amonijev nitrat (AN) NH4NO3 2551023 Vapnenasto amonijev nitrat (KAN) NH4NO3 + CaCO32551024 Natrijev nitrat (čilska salitra) NaNO32561025 Kalcijev nitrat (norveška salitra) Ca(NO3)2 2561026 Amonijev klorid NH4Cl 2571027 Amonijeve soli karbonatne kiseline 2571028 Urea CO(NH2)2 2581029 Kalcijev cijanamid CaCN2259

103 TEKUĆA N I NPK GNOJIVA260104 SPORODJELUJUĆA N-GNOJIVA262105 FOSFORNA GNOJIVA 264

1051 Mljeveni sirovi fosfati 2661052 Fosforitno brašno2661053 Primarni kalcijevi fosfati 2671054 Sekundarni kalcijevi fosfati 268

106 KALIJEVA GNOJIVA 2691061 Kalijev klorid 2701062 Kalijev sulfat 270

107 SLOŽENA MINERALNA GNOJIVA 2711071 Kompleksna gnojiva2711072 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s HNO3 2731073 Proizvodnja kompleksnih gnojiva razlaganjem fosfata s H2SO4 2741074 Miješana gnojiva2761075 Sporodjelujuća kompleksna gnojiva 2761076 Antagonizam gnojiva277

108 MIKROGNOJIVA279109 KRISTALONI2811010 ORGANSKA I PRIRODNA GNOJIVA282

10101 Stajnjak 28210102 Tekući i polutekući stajnjak (gnojnica i gnojovka) 28610103 Guano 28810104 Gradski otpad28810105 Zelena gnojidba (sideracija) i pokrovni usjevi 28810106 Komposti29010107 Zemljišni crvi i vermikomposti 29210108 Bihugnoj 293

1011 VODENE KULTURE (HIDROPONI) I HRANJIVE OTOPINE 2941012 KONDICIONERI TLA 2971013 ANTITRANSPIRANTI (ANTIDESIKANTI) 3001014 BIOLOŠKA GNOJIVA BIOLOŠKI AGENSI I MIKORIZA 301

10141 Bak