Azot – zarządzanie stratami

Nawozy stosowane są z założeniem, że wszystkie składniki pokarmowe (w nich zawarte) będą dostępne dla roślin i w całości wykorzystane. Przecież kosztują niemało (około 30-40 kosztów uprawy roślin, to nawożenie). Niestety, rośliny korzystają tylko z części składników, które wnosimy w postaci nawożenia mineralnego lub organicznego. Składniki pokarmowe z nawozów mogą ulec:
– wypłukaniu w postaci jonowej (kationowej i anionowej)
– ulotnieniu w postaci gazowej
– immobilizacji biologicznej – proces odwracalny
– immobilizacji chemicznej (przejściu do związków nierozpuszczalnych, nieprzyswajalnych dla roślin) – proces odwracalny
– sorpcji (związaniu siłami fizycznymi na powierzchni lub wewnątrz kompleksu sorpcyjnego) – proces odwracalny.
Jeśli fosfor (P), potas (K), magnez (Mg), wapń (Ca), sód (Na), mikroelementy (B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn i in.) mogą być stracone wskutek tylko niektórych wymienionych wyżej procesów, to siarka i azot podlegają prawie wszystkim. Najgorzej jest z azotem.

Azot z nawozów mineralnych i organicznych, w glebie może ulec:
– ulotnieniu w postaci gazowej, czyli amoniaku NH₃
– wypłukaniu w postaci jonów azotanowych NO₃^– częściowo amonowych NH₄⁺
– pobraniu przez mikroorganizmy glebowe, chwasty i unieruchomieniu w postaci związków organicznych (sorpcja biologiczna)
– sorpcji kationów amonowych NH₄⁺ przez kompleks sorpcyjny.

Straty azotu z nawozów mineralnych

Stopień strat z nawozów azotowych zależy od formy chemicznej azotu i od rodzaju nawozu azotowego. W badaniach amerykańskich stwierdzono, że wykorzystanie azotu przez kukurydzę w Corn Belt wynosi tylko ok 37% zastosowanego nawozu, z odchyleniem ±30 (Cassman K.G. et al, 2002). Oznacza to, że 63% azotu z nawozów ulega stratom.

Straty azotu z nawozów to straty finansowe dla rolników i obciążenie dla środowisk: eutrofizacja wód, skażenie gleby, oraz przyczynianie się do pogłębiania się efektu cieplarnianego dla klimatu Ziemi. Według Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA), negatywny wpływ N₂O na ocieplenie klimatu jest prawie 300 razy większy niż dwutlenku węgla.

Forma chemiczna azotu w nawozie decyduje w dużym stopniu o wielkości strat tego pierwiastka:

• azot azotanowy (NO₃^–) jest wysoce mobilny w glebie i szybko dochodzi do korzeni roślin. Ponadto, azot w postaci anionów NO₃^– jest formą preferowaną przez większość roślin uprawnych i jest szybko pobierany. Straty azotu z tej jego formy chemicznej są najmniejsze.
• azot amonowy (NH₄⁺), jest również bardzo mobilny w roztworze glebowym i jest często sorbowany w kompleksie sorpcyjnym. Jednak rzadko jest pobierany przez korzenie, najczęściej musi zostać utleniony do formy azotanowej NO₃^– w procesie nitryfikacji. Z tego powodu narażony jest na straty w postaci wymywania i sorpcji.
• forma mocznikowa azotu CO(NH₂)₂ nie jest pobierana bezpośrednio przez korzenie. Azot w formie mocznikowej (amidowej) musi być najpierw zhydrolizowany do formy amonowej NH₄⁺, co trwa nawet kilkanaście dni, w zależności od temperatury. Potem, jony amonowe, w procesie nitryfikacji zostają utlenione do formy azotanowej NO₃^–, już pobieranej przez rośliny. W przypadku azotu w formie mocznikowej CO(NH₂)₂, inaczej amidowej, dochodzi do największych strat. Podczas hydrolizy formy amidowej azotu następuje szybki, krótkotrwały wzrost pH gleby. Powoduje to, że powstają jony amoniaku NH₃, gazu, który szybko uwalnia się do atmosfery. Straty gazowe azotu z mocznika są główną przyczyną niskiej efektywności nawożenia upraw mocznikiem. Dlatego przy stosowaniu mocznika, po aplikacji, należy go jak najszybciej przykryć glebą.