Nie tylko niedobór poszczególnego składnika pokarmowego powoduje problemy z żywieniem roślin, ale również jego nadmiar może być przyczyną nieprawidłowości we wzroście. Zależności między poszczególnymi pierwiastkami w glebie są skomplikowane, ale warto pamiętać, że ich znajomość może pomóc uniknąć poważnych błędów w uprawie warzyw.
Zawartość składników pokarmowych w roślinie jest zazwyczaj dodatnio skorelowana z ich koncentracją w środowisku korzeniowym. Poszczególne składniki pokarmowe mogą wielokierunkowo wpływać na pobieranie innych pierwiastków. Jeżeli zwiększenie zawartości konkretnego pierwiastka w roślinie powoduje zmniejszenie zawartości innych składników nazywa się to antagonizmem jonowym, jeżeli dochodzi do sytuacji odwrotnej to mówi się o synergizmie.
Współzawodnictwo między jonami
Rośliny pobierają składniki pokarmowe w formie jonów, a prawidłowe odżywienie jest możliwe tylko w sytuacji, gdy poszczególne jony znajdują się w stanach równowagi względem siebie. Ich stężenia w roztworze glebowym muszą się mieścić w określonych granicach. Kłopoty z niedoborem lub nadmiarem składników pokarmowych mogą mieć różne przyczyny związane z ich zachowaniem się w kompleksie sorpcyjnym i roztworze glebowym, jak również z pobieraniem, transportem i oddziaływaniem w roślinie. Problemy tego rodzaju występują częściej w intensywnych uprawach ogrodniczych, w których stosuje się relatywnie wysokie dawki nawozów mineralnych.
Najbardziej rozpowszechnionym i rozpoznawalnym problemem z nadmiarem składników pokarmowych jest zjawisko antagonizmu jonowego. Można je wytłumaczyć w ten sposób, że jon występujący w zbyt dużym stężeniu utrudnia pobieranie innego składnika, który może być w optymalnej ilości w stosunku do wymagań pokarmowych roślin. Zjawisko to jest tłumaczone dwoma teoriami. Pierwsza z nich zakłada, że różne jony (kation-kation lub anion-anion) konkurują o te same białka nośnikowe lub kanały jonowe w błonach komórkowych włośników. Zbyt duża ilość danego jonu utrudnia lub wręcz blokuje pobieranie konkurentów. Druga teoria jest związana z równowagą kationowo-anionową w roślinie i tłumaczy antagonizm pomiędzy jonami o różnych ładunkach elektrycznych. Jeżeli roślina z jakiegoś powodu wydziela do środowiska więcej jonów HCO3– niż H+, to tym samym pobierze więcej anionów niż kationów, żeby zachować równowagę jonową.
Współzawodnictwo między jonami jest wynikiem skomplikowanych procesów zachodzących w środowisku glebowym, jak również w roślinie. Na stan odżywienia roślin poszczególnymi składnikami pokarmowymi ma wpływ wiele innych czynników, np. za niska temperatura ogranicza pobieranie fosforu, a zbyt wysoka wilgotność powietrza powoduje problemy z transportem wapnia. Zmniejszenie zawartości składnika w roślinie nie musi być spowodowane antagonizmem.
Co wpływa na dostępność składników?
Podstawowym parametrem odpowiadającym za dostępność składników pokarmowych jest odczyn. Na przykład po intensywnym wapnowaniu gleby, jeżeli pH będzie większe od 7,0 obserwuje się zmniejszenie zawartości wielu składników w tkankach roślin (fosforu, miedzi, żelaza, manganu, cynku i boru). Nie jest to efekt antagonizmu pomiędzy tymi pierwiastkami a wapniem, ale skutek przejścia tych składników w formy trudno dostępne dla roślin w odczynie alkalicznym.
Innym problemem wynikającym z nadmiernej zawartości składnika w środowisku korzeniowym może być zasolenie powodujące wzrost ciśnienia osmotycznego roztworu glebowego. Mogą je wywoływać jony wprowadzane w zbyt dużych ilościach z nawozami lub występujące w wodzie (chlorki, azotany, siarczany, wodorowęglany, sód). Zasolenie zazwyczaj nie jest wynikiem nadmiernej koncentracji tylko jednego jonu. W celu zapobiegnięcia temu zjawisku należy stosować nawozy w umiarkowanych dawkach oraz wysoko skoncentrowane o małej zawartości jonów balastowych. Woda do podlewania musi być również dobrej jakości.
Nadmierna zawartość pewnych składników może powodować zatrucie roślin, pomimo relatywnie niskiej koncentracji w porównaniu z innymi pierwiastkami. Dotyczy to przede wszystkim: boru, manganu i molibdenu. Z tego powodu należy zachować ostrożność aplikując pojedyncze nawozy mikroskładnikowe.
Relacja między pierwiastkami
W praktyce ogrodniczej najczęściej spotykanym problemem z antagonizmem jonowym są kłopoty z prawidłowym odżywieniem roślin potasem spowodowanym nadmiarem wapnia i magnezu. Zazwyczaj do takiej sytuacji dochodzi, jeżeli prowadzono odkwaszanie z użyciem dużych dawek nawozów wapniowych. W przypadku wapnia sytuacja jest bardzo ciekawa, ponieważ do poziomu pH(H2O) gleby 7,0 stymuluje on pobieranie potasu, natomiast powyżej 7,0 pojawia się antagonizm. Z tego powodu szczególną uwagę na relację K:Ca należy zwrócić po zastosowaniu nawozów wapniowych tlenkowych. Podobnym problemem jest relacja Ca do Mg. Dlatego na glebach mało zasobnych w magnez nie należy stosować do odkwaszania samych nawozów wapniowych, ale wapniowo-magnezowe.
Innym przykładem powszechnie spotykanego antagonizmu jest utrudnione pobieranie molibdenu i azotanów spowodowane przez siarczany. Większość nawozów ogrodniczych zawiera znaczne ilości siarki, ponieważ w ich produkcji nie stosuje się soli chlorkowych. Nawozy te stosowane w dużych ilościach mogą istotnie zmniejszyć plonowanie lub pogorszyć jakość produktów ogrodniczych z powodu nadmiernego gromadzenia azotanów, które wskutek niedoboru molibdenu nie są przekształcane w azot organiczny.
Szczególnym rodzajem oddziaływania między jonami jest synergizm, czyli zwiększone pobieranie składnika pod wpływem innego. W wyniku działania synergistycznego poprawia się stan odżywienia roślin, wzrasta plon i polepsza się wygląd roślin w stopniu większym niż po zastosowaniu każdego składnika oddzielnie. Do oddziaływania synergistycznego dochodzi najczęściej pomiędzy jonami o różnym ładunku elektrycznym (tabela).
Trudno o równowagę pomiędzy jonami
Bardzo trudne jest określenie, a tym bardziej utrzymanie właściwej równowagi pomiędzy poszczególnymi jonami, ponieważ współdziałanie to zależy od wielu czynników, do których można zaliczyć: rodzaj jonu, odczyn i wilgotność gleby, temperaturę i nasłonecznienie, intensywność fotosyntezy, oddychania i transpiracji czy budowę i stan systemu korzeniowego oraz gatunek i fazę rozwojową rośliny.
Prowadząc uprawę należy utrzymywać zasobność poszczególnych jonów zbliżoną do liczb granicznych – i tam można znaleźć, jakie powinny być wzajemne relacje między poszczególnymi składnikami. Problem pojawia się w momencie, gdy składnik będący silnym antagonistą np. potas występuje w znacznym nadmiarze. Usunięcie tego jonu przez wymywanie z podłoża jest kłopotliwe (zwłaszcza kationów) lub wręcz niemożliwe. Wypłukiwanie może być skuteczne w przypadku upraw w podłożach inertnych oraz o bardzo dobrych właściwościach drenażowych np. włókno kokosowe. W takiej sytuacji można zwiększyć nawożenie składnikami, które mogą być blokowane przez potas np. magnez ponad zawartości zalecane przez liczby graniczne. Innym wyjściem jest dokarmianie pozakorzeniowe (dolistne). Pozwala ono na szybkie i skuteczne uzupełnienie niedoborów spowodowanych antagonizmem jonowym. Często stosuje się w ten sposób mikroskładniki.
Antagonizm i synergizm pomiędzy wybranymi składnikami pokarmowymi
| Antagonizm | Składnik pokarmowy | Synergizm |
| NH4+, H2PO4–, Cl– | NO3– | K, Mg, Ca |
| K⃰, Mg, Ca, Mn, Zn, Cu | NH4+ | H2PO4–, Fe, B, Mo |
| Fe, Zn | P | Mg, Mn, Mo |
| NH4+, Mg2+, Mn, N, P | K | NO3–, B, Zn, Fe, (Ca przy pHH2O)<6,0) |
| NH4+, Mg2+, P, S, Mn, Zn, Cu, B, (K przy pHH2O)>7,0) | Ca | NO3–, Cl–, (K przy pHH2O)<7,0) |
| NH4+, K, Ca, Mn, P | Mg | N, NO3– |
| NO3–, Cl–, MoO4– | SO42- | – |
| N, P, K, Mg | Fe2+ | MoO4–, Mn |
*zapis składnika w formie pierwiastkowej oznacza jego ogólną formę
dr inż. Piotr Chohura
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Podstawowym parametrem odpowiadającym za dostępność składników pokarmowych jest odczyn gleby, dlatego warto go kontrolować. (fot. 1)
Zdjęcie: P. Chohura
Artykuł pochodzi z archiwalnego wydania miesięcznika Warzywa
