letopis.indd

Транскрипт

1 Letopis naučnih radova Godina 33 (2009), broj I, strana 5868 UDK:165:613.11(97.11) Originalni naučni rad Original scientific paper NAUČNA SAZNANJA I ADAPTIBILNOST N min. METODE KLIMATSKIM I ZEMLJIŠNIM USLOVIMA SRBIJE Darinka Bogdanović 1, Miroslav Malešević 2 REZIME Jedan od neophodnih uslova za ostvarenje visokih, stabilnih, kvalitetnih i ekonomski opravdanih prinosa je racionalna i blagovremena primena đubriva. Kako su đubriva hrana za biljke i kako u zemljištu pri intenzivnoj biljnoj proizvodnji nema dovoljno hraniva te se moraju unositi kroz đubriva, primena đubriva od otkrića do danas, posebno azotnih, najviše je izučavana. Intenzivna primena mineralnih đubriva počela je 70tih godina XX veka. U uslovima intenzivne biljne proizvodnje, azot je često ograničavajući činilac. Za prevazilaženje ovog problema, naročito u poslednjim decenijama prošlog veka, naglo je rasla primena N đubriva. Primena N đubriva značajno je doprinela povećanju prinosa gajenih biljaka, ali je istovremeno izazvala i brojne ekološke probleme. Otuda je od velikog značaja za ishranu biljaka određivanje količina Nđubriva, vremena i načina primene, jer blagovremenom i racionalnom primenom N đubriva postižu se visoki prinosi dobrog kvaliteta uz zaštitu agroekosistema.đubrenjem na osnovu Nmin. metode Nđubrva se primenjuju prema zahtevima gajenih biljakaekonomično, i može se kontrolisati zagađenje poreklom iz đubriva, Ključne reči: Nmin. metoda, rezerva rezidualnog azota, mineralizujuća sposobnost zemljišta, poljski ogledi. UVOD Od 16. neophodnihbiogenih elemenata po obimnosti istraživanja azot u zemljištu je u vrhu, zbog uloge koju ima u fiziološkim procesima u biljci, ali i po opasnosti za zagađenje zemljišta, vode, stočne i ljudske hrane. Više od jednog veka azot u zemljištu zaokuplja pažnju velikog broja istraživača, čija proučavanja imaju za cilj da objasne složene mehanizme njegovog nastajanja, transformacije i gubitaka iz zemljišta, ali i da utvrde pravila odnosno zakonitosti njegovih brzih promena u zemljištu posebno NO 3 koji je osnov ishrane biljaka azotom. 1 Dr Darinka Bogdanović, redovni profesor, Poljoprivredni fakultet Novi Sad 2 Dr Miroslav Malešević, redovni profesor,institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad 58

2 Otuda je za ishranu biljaka određivanje količine Nđubriva, načina i vremena primene od početka hemizacije u poljoprivredi do danas, predmet istraživanja svih agrobioloških disciplina. Poslednjih 20. godina XX veka prihvaćeno je korišćenje testa rezerve rezidualnog mineralnog azota tzv. Nmin. metode kao jedne od pouzdanijih metoda za đubrenje azotom u biljnoj proizvodnji u zapadnoj Evropi, Americi, zapadnoj Kanadi, ali i u našoj zemlji. Prema literaturnim saznanjima Nmin. metoda se prvi put pominje ranih 1900tih (King Whitson, 1901; 1902; King 1905; Buckman, 10; Call 14), cit. Bogdanović (2005), ali je tek krajem XX veka postala referentna metoda za Nđubrenje prvenstveno ozimih kultura u više zemalja sveta pa i u našoj. Za primenu Nđubriva u našoj zemlji prihvaćen je u osnovi koncept Nmin. metode preuzet iz Nemačke (Wehrmann i Scharpft 1978). U poslednje dve dekade prošlog veka intenzivno je rađeno na adaptabilnosti Nmin. metode našim zemljišnim i klimatskim uslovima Rajković (1978), Milošević (1983,1987), Bogdanović (1985a, 1985b, 1986, 1987, 1988, 2005), Marinković (1986), Malešević (1987, 1989, 2003, 2009), Starčević (2003), Kresović (1999), kroz eksperimente ali paralelno i u praksi Nđubrenja. Koncept N min. metode Osnovu Nmin. metode čini određivanje količine rezerve rezidualnog mineralnog azota, kao odlučujućeg faktora koji determiniše potrebnu količinu azota za đubrenje. Smatra se da je količina mineralnog azota (uglavnom nitratnog) u zoni korenovog sistema određena: prethodnim gajenim usevima, primenom N đubriva za prethodne kulture, mineralizovanim azotom iz organske materije, načinom korišćenja žetvenih ostataka, vremenskim uslovima do momenta uzimanja uzoraka i dr. Znači, količina mineralnog azota u datom momentu predstavlja sintezu dejstva 59

3 svih tih faktora i umesto da se meri učinak svakog od njih pojedinačno, određuje se posledica njihovog zajedničkog dejstva rezerva rezidualnog azota (Rajković, 1978). Adaptabilnost Nmin. metode našim zemljišnim i klimatskim uslovima za Nđubrenje u biljnoj proizvodnji obuhvatala je : Izvođenje poljskih ogleda tzv. Nmin. ogleda na različitim tipovima zemljišta, pod različitim kulturama za određivanje potrebnik količina Nđubriva za planirani prinos (slika 1.). Slika 1. Nmin. ogled Nmin. trial. Izvođenje ogleda na ugaru za procenu mineralizujuće sposobnosti zemljišta u toku vegetacije useva (slika 2.). Ogled za procenu mineralizujuće sposobnosti UGAR FALLOW Slika 2. Ogled na ugaru Picture 2. Trial on the fallow 60

4 Procena mineralizujuće sposobnosti zemljišta na ugaru u zavisnosti od t o i padavina prikazana je na slici 3. Slika 3. Uticaj temperatura i padavina na režim mineralnog azota u Černozemu 1980/83 u godini. Picture 3. Effect of temperatures and rainfall mineral nitrogen in the Chernozem in 1980/83 year. Praćenje kretanja nitrata u zoni korenovog sistema i migracije izvan aktivne zone korenovog sistema (u zavisnosti od tipa zemljišta i količine taloga) prikazano je na Sl. 4. i 5. 61

5 Slika 4. i slika 5. Distribucija NO 3 u profilu (ISDV) (kg N ha 1 ) Picture 4. and picture 5. Distribution of NO 3 N in soil profile (kg N ha 1 ) Unošenje azota u jesen u odnosu na primenu u proleće u mnogome zavisi od količine zimskih padavina, tj. od mogućnosti perkolacije zemljišta tokom zimskih meseci. Što je više padavina u periodu oktobarmart, utoliko je veća vrednost unošenja azota u proleće u odnosu na primenu u jesen. Postoji takođe i tesna povezanost između letnjih padavina i optimalnih doza azota. Ukoliko su letnje padavine obilnije, utoliko je i mineralizacija azota veća i time se više pristupačnog azota stavlja biljkama na raspolaganje iz zemljišnih rezervi, pa se time i umanjuje potreba za dodavanjem azotnih đubriva. To važi posebno za kulture duže i kasne vegetacije. 62

6 Merenje rezerve rezidualnog azota u zoni korenovog sistema, neposredno pre prve prihrane useva za period 1984/2008 prikazano je u tab. 1. Tabela 1. Rezerva rezidualnog azota u zemljištu rano u proleće pre prihrane pšenice za period 1984/2008. Table 1. Reserve of residual nitrogen in soil in early spring before fertilizer application 1984/2008. Godina (januarfebruar) NO 3 N (kg ha 1 ) 090cm Potrebno N (kg ha 1 ) za prihranjivanje (1) Upotrebljeno N (kg ha 1 ) U prinosu (2) Ostvareni prinos (t ha 1 ) pšenice u preduzećima (3) Broj uzoraka zemljišta 1984/ / / / / / / Prosek 1985/. 19/ / / / / / / / / / / / / / / / /08 Prosek 1992/08. Prosek 1985/ ,41 5,42 5,05 5,80 4,82 5,64 5, , / / / ,16 4,53 4,49 4,17 3,29 4,21 4,46 3,77 3,74 4,22 3,85 2,60 5,05 3,95 3,99 3,82 5, , ,49 84 Površina koju reprezentuje prosečan uzorak, *dubina uzimanja uzoraka za pojedine kulture i.* način čuvanja uzoraka od njive do laboratorije i u laboratoriji do analize, detaljno su obrađeni u poglavlju Uzorkovanje zemljišta nezagađenih staništa autor /

7 D. Bogdanović u monografiji Uzorkovanje zemljišta i biljaka nezagađenih i zagađenih staništa, Kastori i sar. (2006). Izbor najpogodnije metode za određivanje mineralnog azota u zemljištu poljske vlažnosti detaljno je opisan u poglavlju pod nazivom Metode za utvrđivanje potreba biljaka za azotom autora Bogdanović i sar. (2005) u monografiji Azot, agrohemijski, agrotehnički, fiziološki i ekološki aspekti urednik R. Kastori (2005). Za određivanje sadržaja mineralnog azota u zemljištu u našoj zemlji se koristi analitički postupak Scharpfta i Wehrmanna (1978) i to za određivanje NO 3 N ekstrakcija u 1M NaCl + 0,1M CaCl 2, a merenje apsorpcije NO 3 jona je na UV spektrofotometru na 210 nm. Pošto se na 210 nm apsorbuje čitav niz drugih, pre svega organskih materija, to se jedno drugo očitavanje apsorpcije obavlja na probi gde je nitrat pomoću bakarisanih granula cinka u kiseloj sredini redukovan. Određivanje NH 4 N je sa nesupstituisanim fenolom u alkalnom rastvoru po dodavanju hipohlorita kao sredstva oksidacije, pri čemu nastaje safirplavo obojenje i amonijak se meri pri apsorpciji svetlosti na 578 ili 623 nm.. Radi određivanja količine Nđubriva za usev, kao podatak za snabdevenost zemljišta azotom koriste se vrednosti: sadržaj NO 3 u zemljišnom profilu ili zbir (NH 4 + NO 3 ) N,a ređe samo NH 4 N. Mada se sadržaj NO 3 N u zemljištu često koristi kao vrednost rezerve pristupačnog azota, značajne količine NH 4 N mogu se odrediti rano u proleće. Otuda je mnogo ispravnije određivanje (NH 4 + NO 3 )N u odnosu na određivanje samo NO 3 N posebno za ozime useve gde je uzimanje uzoraka odmah posle zime. Mnogi faktori spoljašnje sredine, kao što su smanjena aeracija, niska temperatura, niska ph vrednost, visoka vlaga, utiču na obrazovanje NH 4 N u zemljištu, odnosno favorizuju amonifikaciju nad nitrifikacijom Izabrana metoda za određivanje mineralnog azota u zemljištu Scharpfta i Wehrmanna (1978) je visoko tačna, donja granica osetljivosti je ispod 5 kg N ha 1 u sloju dubine 20 cm, pogodna je za velike serije uzoraka i ima malo smetnji u radu, tj. malo mogućnosti za greške. Organizacija rada u laboratoriji (od uzimanja uzoraka do povratne informacije kako đubriti azotnim đubrivima ne sme da prođe više od sedam dana). Na bazi izmerenih parametara određuje se za planirani prinos, tip zemljišta i kulturu potrebna količina Nđubriva,(prema jednačini). Originalna jednačina za potrebe Nđubrenja po Nmin. metodi Scharpfta i Wehrmanna (1978) je: (Nđ)=Nu (Nrezid.+ Nmin.) Određuje se vreme i način primene izračunate potrebne količine Nđubriva za ishranu useva. Za ozime useve Vreme i način primene Nđubriva za prihranu (jednu ili dve) uslovljeni su : ukupnom količinom mineralnog azota u zoni rasprostiranja korenovog sistema, distribucijom po profilu, ukupnim potrebama useva za azotom i stanjem useva. Za okopavine Vreme i način primene Nđubriva (sve predsetveno) određuje se: na osnovu izmerenih vrednosti rezidualnog azota, procene mineralizujuće sposobnosti zemljišta 64

8 i ukupnih potreba useva u azotu, Ranih 90tih XX veka u našoj zemlji Nmin. metoda je prihvaćena u Sistemu kontrole plodnosti zemljišta i upotrebe đubriva, za referentnu metodu za primenu Nđubriva u biljnoj proizvodnji. Đubrenje azotom po konceptu Nmin. metode (rezerve rezidualnog azota) tako prilagođeno našim zemljišnim i klimatskim uslovima, od 90tih godina prošlog veka pa do danas, postalo je redovna mera u biljnoj proizvodnji u Srbiji, posebno na velikim državnim imanjima u Vojvodini, ali i na privatnom sektoru. Doprinos N min. мetode praksi đubrenja azotom u biljnoj proizvodnji U vreme kada je uvođena Nmin. metoda kao referentna za Nđubrenje ozimih kultura u praksi, na velikim društvenim imanjima u Vojvodini usevi su prihranjivani uniformno sa kgn/ha (obično kroz dve prihrane) za sve parcele pod istim usevom. Količina primenjenog Nđubriva zavisila je od iskustva agronoma, odnosno vizuelne dijagnostike procene stanja useva, i sadržaja ukupnog azota u zemljištu. Manojlović i sar. (1987) su utvrdili na više društvenih imanja (Subotica, Sombor, Tamiš, Zrenjanin, Bečej..) da se đubrenjem na bazi Nmin. metode u poređenju sa uobičajenom praksom Nđubrenja pšenice na imanju, može uštedeti i 5070% đubriva, a da prinosi budu isti ili veći (doprinos u ekonomičnosti ). U racionalnoj upotrebi Nđubriva prema potrebama useva. U upotrebnoj i hranljivoj vrednosti proizvoda. U zaštiti agroekosistema. Đubrenjem na bazi Nmin. metode može se kontrolisati zagađenje (vode, zemljišta i hrane), odnosno smanjiti zagađenje azotom poreklom iz đubriva LITERATURA Bogdanović Darinka,. (1985a): Dinamika mineralnog azota u černozemu i usvajanje azota iz zemljišta i đubriva usevom pšenice, doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet Novi Sad, Bogdanović Darinka, Manojlović, S.. (1985b): Utvrđivanje i korišćenje parametara za racionalnu upotrebu azota u ratarskoj proizvodnji (na primeru ozime pšenice). Agrohemija, No 6, Beograd, Bogdanović Darinka, and S. Manojlović,. (1986): Determining parameters for rationed nitrogen fertilization of wheat grown in the chernozem soil of the Pannonian plain.. XIII Congress of the international society of soil science, Proceeding, Hamburg, Bogdanović Darinka,. (1987): Nmin. Metoda kao osnova za racionalnu upotrebu azota u ishrani pšenice, Nauka u praksi vol. 17, br. 12, Beograd, 322. Bogdanović Darinka, Malešević,. M. (1988): Rezultati i iskustva u primeni Nmin metode u proizvodnji pšenice. Jugoslovenski Simpozijum Savremeni Sistemi kontrole plodnosti zemljišta i upotrebe đubriva u funkciji optimalnih prinosa danas i sutra, Abstract, Novi Sad, 710. Bogdanović Darinka, Ubavić M, Malešević M,.(2005) : Metode za utvrđivanje potreba biljaka za azotom. Poglavlje u monografiji Azot agrohemijski, agrotehnički, fiziološki i ekološki aspekti Ured. R. Kastori, Naučni institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad, 65

9 Kastori, R., Kadar, I., Sekulić, P., Darinka Bogdanović, Nada Milošević, Mira Pucarević (2006): Uzorkovanje zemljišta nezagađenih staništa. Poglavlje u monografiji Uzorkovanje zemljišta i biljaka nezagađenih i zagađenih staništa, Naučni institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad, Kresović, M. (1999): Uporedna proučavanja metoda za ocenu pristupačnosti zemljišnog azota. Doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet, Beograd Malešević, M. Darinka Bogdanović (1987): Sortna specifičnost u Nishrani pšenice i upotreba azota na bazi Nmin. Metode, Jugoslovensko savetovanje: Uslovi i mogućnosti proizvodnje 6 miliona tona pšenice, Zbornik radova, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad, Malešević, M. (1989): Značaj temperatura i padavina za određivanje optimalne količine azota i njihov uticaj na visinu prinosa ozime pšenice (triticum aestivum l.). Doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet Novi Sad, Malešević, M., Bogdanović Darinka, Jaćimović, G. (2009): Nmin metoda za sada najpouzdanija. Poljoprivredni kalendar, Novi Sad, Manojlović, S., Bogdanović Darinka, Šestić, S. (1988): Aktuelni problemi upotrebe đubriva sa posebnim osvrtom na mogućnost zagađivanja zemljišta i predlozi za njihovo rešavanje, kroz uvođenje i funkcionisanje sistema kontrole plodnosti zemljišta i upotrebe đubriva. Agrohemija, No 56, Beograd, Milošević, R. (1983): Uticaj raznih izvora azota i sistema iskorišćavanja zemljišta na prinos repe, kvalitet i sadržaj Njedinjenja u šećernoj repi na černozemu. Doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet Novi Sad, Milošević, R., Manojlović, S., Darinka Bogdanović, Ma Feng Ming (1987): Dynamics of Nitrate Nitrogen in Dependence of the Soil Type and Sugarbeet Fertilization. 5 th International Symposium of CIEC. Protection of water quality from harmful emissions, with special regard to nitrate and heavy metals. Balatonfured, Hungaria, Rajković, Ž. (1978): Značaj i osobenosti azota u Sistemu kontrole plodnosti zemljišta i primene đubriva. Bilten za kontrolu plodnosti zemljišta i upotrebu đubriva, godina II, Broj 2, Novi Sad 550. Wehrmann, J, Scharpft H. C.,(1979) :Der Mineralsticksoffgehalt, des Bodens als Masstab fur den Stickstoffdungerbredarf ( Nmin Methode ). Plant and Soil 52,

10 SCIENTIFIC FINDINGS AND ADAPTABILITY OF NMIN. METHOD TO THE CLIMATIC AND SOIL CONDITIONS OF SERBIA by Darinka Bogdanović, Miroslav Malešević SUMMARY Of the 16 essential (biogenbous) elements, nitrogen has definitely been most extensively studied, first of all because of its role in physiological processes taking place in plants and then because of risks resulting from nitrogen pollution of soils, water, animal feed and human food. For more than a century nitrogen is in the focus of attention of a large number of researchers who strove to explain the complex mechanisms of nitrogen accumulation, transformation and removal from the soil, as well as to determine the regularities of its rapid changes in the soil. Determination of N fertilizer doses, method and date of its application have been research topics of all agrobiological disciplines ever since the beginning of its use in crop production. In the last two decades of the 20 th century, the test of residual mineral nitrogen or the socalled Nmin. method was accepted as reliable for determination of nitrogen requirements in crop production and it was adopted in West Europe, the United States, west Canada as well as in our country. According ot the available literature, the Nmin. method was used for the first time in the early 1900s (King Whitson, 1901, 1902; King 1905; Buckman, 10; Call 14), but only at the end of the 20 th century did it become the referent method for N fertilization of primarily winter crops in several countries including ours. The concept of the Nmin. method as practiced in Germany (Wehrman and Scharpft 1978) had been adopted in our country for N dosing and application. Adaptation of the Nmin. method to the local soil and climatic conditions was subject to intensive work in the last two decades of the 20 th century (Rajković 1978, Milošević 1983, Bogdanović 1985, 2000, Marinković 1986, Malešević 1989). The work included experiments as well as the N fertilization practice. The adaptation of the Nmin. method involved the following activities: Field trial (the socalled Nmin. trials) on different soil types and under different crops; Trials on fallow soil, to estimate mineralization capacity of soil during growing season (total soluble N); Monitoring nitrate movement in the root system zone and nitrate migration outside the zone of active root system (depending on soil type and precipitation level); Distribution of mineral nitrogen in the root system zone immediately before first topdressing; Sampling date and method; Area represented by an average sample; 67

11 Depth of sampling for various crops; Choice of most convenient method for determination of mineral nitrogen in the soil at current moisture level; Based on the measured parameters, data are provided for yield planned, soil type and N dose needed by the crop (a formula); Date and method of N topdressing are determined for specific crops. The early 1990s, the Nmin. method was included in the Soil Fertility and Fertilization Control System as the referent method for N fertilization in crop production. Ever since its introduction, nitrogen fertilization according to the Nmin. method which had been adapted to the local soil and climatic condition, became a regular practice in the crop production in Serbia. Key words: Nmin. method, field trials,depth of sampling, mineral nitrogen Primljeno: Prihvaćeno: