Ishrana bilja

Gnojiva, gnojidba i analize tla

Gnojidba osigurava poljoprivrednim usjevima ishranu biogenim (ili esencijalnim) elementima, kojih u tlu nema dovoljno za postizanje visokih i stabilnih priroda. Stoga je gnojidba najvažnija agrotehnička mjera koja povećava produktivnost (plodnost) tla najmanje za 50 % u odnosu na negnojena tla i vrijednost uloženog rada u poljoprivrednoj proizvodnji. Gnojiva, mineralna i/ili organska, zapravo nisu biljna hrana jer biljke su autotrofni organizmi koji svoju hranu (šećere), same sintetiziraju u procesu fotosinteze (iz CO₂ i vode uz pomoć energije Sunca), a u složenom prometu tvari i energije (metabolizam) transformiraju šećere u sve druge oblike hrane i građevne jedinice žive tvari. Dakle, premda su gnojiva opće poznata kao biljna hrana jer poboljšavaju rast biljaka, proizvođači moraju osigurati biljkama potrebnu energiju Sunca, dovoljno vode, a tek onda neophodne elemente biljne ishrane iz tla i putem gnojidbe.

Gnojidba se u cilju poboljšanja rasta i prinosa biljaka primjenjuje od davnina, no njeni učinci su oduvijek veoma varijabilni jer ovise o agroekološkim uvjetima, stupnju razvoja poljoprivrede određenog područja i znanju poljoprivrednih proizvođača. Njen utjecaj na visinu prinosa i profitabilnost biljne proizvodnje je ogroman te je ona neizostavna agrotehnička mjera. Stoga je gnojidba, uz korištenje vode i zaštitnih sredstava, uvijek bila u žarištu znanstvenih istraživanja te je u suvremenoj poljoprivrednoj praksi tehnologija gnojidbe doživjela velik napredak.

Bez plodnog (zdravog) tla i adekvatne gnojidbe, kao i kompletne agrotehnike, nema visokih i stabilnih prinosa, potrebne kakvoće proizvoda, niti profitabilnosti pa se gnojidba opravdano smatra najvažnijom agrotehničkom mjerom u biljnoj produkciji. Premda elementi ishrane nisu biljna hrana, oni su neizostavni dio regulatora metabolizma (enzima), kao i građevnih komponenti različitih organskih spojeva (bjelančevina, nukleinskih kiselina, vitamina itd.) i drugih esencijalnih tvari. U sastav biljaka ulazi čitav niz kemijskih elemenata koje biljke usvajaju iz tla ili atmosfere, ali je samo 17 neophodnih ili esencijalnih od kojih su, posebice dušik (N), fosfor (P) i kalij (K), potrebni u znatnim količinama i redovito se unose u tlo gnojidbom. Mnogi elementi vraćaju se prirodnim putem u tlo, međutim, znatan dio se odnosi žetvom, a jedan dio se gubi ispiranjem, erozijom ili na druge načine (npr. volatizacijom i denitrifikacijom), ili se transformira u biološki, kemijski ili fizikalno nepristupačne (neraspoložive) oblike za biljke. Ako se tako izgubljeni dio hraniva ne nadoknađuje, tlo siromaši i prirod opada. Međutim, iz ukupnih rezervi hraniva u tlu jedan manji dio se neprekidno mijenja u oblike povoljne za ishranu bilja, ali se taj proces odvija redovito sporije od gubitaka pa se bez redovne gnojidbe rijetko mogu osigurati visoki i stabilni prirodi uz očuvanje efektivne plodnosti tla.

Poznavanje trenutno raspoložive količine hraniva u tlu (pristupačne za usvajanje) i potrebe biljaka za elementima ishrane omogućuje dobru procjenu potrebne doze gnojiva i to uz prihvatljiv rizik od ekološkog opterećenja okoliša. Naime, tlo sadrži vrlo veliku količinu, biljkama uglavnom nepristupačnih hraniva, a raspoloživo za usvajanje tijekom vegetacije ih je vrlo mala količina, tek ~1 %. Dakle, tzv. raspoložive rezerve hraniva u tlu koje se mogu transformirati u kraćem vremenskom razdoblju u raspoložive oblike hraniva biljke mogu usvojiti ako se nalaze ili mogu naći u zoni korijenovog sustava (rizosferi).

Određivanje potrebe u gnojidbi, odnosno doze gnojiva, njegove vrste i kemijskog oblika hraniva, vremena primjene i načina gnojidbe, mora se temeljiti na znanstveno-stručnim spoznajama o raspoloživosti i odnosima hraniva u tlu, fiziološkim potrebama biljke, ekonomičnosti proizvodnje te intenzitetu i smjeru utjecaja pojedinog agroekološkog čimbenika. Temeljna načela, prema suvremenom konceptu gnojidbe, mogu se vrlo jednostavno i razumljivo sažeti u rečenicu: "Primjena potrebnog hraniva i njegove adekvatne doze, u pravo vrijeme, na pravo mjesto i uz pravu cijenu ".

Ekonomski gledano, gnojidbu treba povećavati sve dok je rast priroda rentabilan te racionalna proizvodnja hrane podrazumijeva količinu gnojiva koja odgovara potrebama biljke, stanju usjeva, plodnosti tla i istovremeno vodi računa o klimatskim uvjetima i mogućem prirodu. Pri tome kemijske analize tla pomažu u procjeni količine hraniva koje biljka može usvojiti iz tla, a analize biljne tvari koliko hraniva biljke moraju usvojiti da bi postigle određeni prirod. Stoga je zadatak utvrđivanja potrebe u gnojidbi veoma složen i različit za različite agroekološke uvjete, kultivare, intenzitetu uzgoja (razine agrotehnike) itd., potrebna količina hraniva koja se u tlo unosi gnojidbom, kao i njihov omjer, mijenjaju se ovisno o biljnoj vrsti, kultivaru ili hibridu, stadiju razvitka biljke, dinamici hraniva u tlu i velikom broju drugih biotičkih (biljnih ili unutarnjih) i abiotičkih (vanjskih ili okolišnih), čimbenika.

Pored konvencionalnih i visokoproduktivnih sustava uzgoja bilja, koji se mogu označiti i kao High Input Systems, sve češće se susreću tzv. alternativni sustavi koji polaze od koncepta prirodne ili biološke produkcije  bez korištenja (ili u znatno smanjenom obimu) kemijskih sintetičkih tvari s ciljem proizvodnje tzv. „zdrave hrane“, a svrstavaju se redovito u Low Input Systems.

Ekološka (organska) poljoprivreda isključuje upotrebu sintetskih gnojiva, pesticida, regulatora rasta i aditiva stočnoj hrani uz maksimalno korištenje rotacije usjeva, primjene različitih biljnih i životinjskih ostataka kao gnojiva, sjetve leguminoza, zelene gnojidbe, mehaničke kultivacije, mljevenih stijena koje sadrže neophodne elemente ishrane i primjenom različitih bioloških tehnika zaštite usjeva. Integrirana (integralna ili obnovljiva) biljna proizvodnja hrane podrazumijeva poseban filozofsko-ekološki aspekt (Moramo sačuvati resurse koji nas održavaju), ekonomski (Što nije isplativo, nije ni održivo) i sociološki aspekt (Kakvoća života poljoprivrednika/farmera, njegova obitelj i zajednica su važni). Prema definiciji Integrirana proizvodnja ratarskih kultura sustav je uzgoja koji podrazumijeva primjenu agrotehničkih mjera uz uvažavanje ekonomskih, ekoloških i toksikoloških čimbenika, pri čemu se kod jednakog ekonomskog učinka prednost daje ekološki i toksikološki prihvatljivijim mjerama te se integrirana biljna proizvodnja najlakše da opisati izrazom Dobra poljoprivredna praksa. Ekološka proizvodnja ima strože kriterije u odnosu na integriranu i zabranjuje korištenje agrokemikalija (sintetskih gnojiva, preparata za zaštitu, hormona i dr.) te se temelji na uspostavljanju sklada između čovjeka i prirode koju uporaba tzv. prljavih tehnologija često narušava bez realne mogućnosti prirodnog procesa obnove.

Suvremeni koncept gnojidbe smatra da se za optimalan rast usjeva te postizanje visokog, kvalitetnog i profitabilnog prinosa kao izvor hranjivih tvari uspješno mogu koristiti organska, mineralna ili obje vrste gnojiva. Sustav gnojidbe koji prakticira oba izvora hraniva najčešće se označava kao integrirani management hraniva. Da bi integrirana gnojidba bila učinkovita potrebno je dobro razumijevanje ciklusa i transformacije hraniva u tlu svih 17 neophodnih ili esencijalnih elemenata kako bi se uspješno mogla primijeniti potrebna doza uz maksimalnu učinkovitost, ali i minimalizirali gubitci hraniva bez štetnog utjecaja na okoliš. Naime, negativan utjecaj na okoliš podjednako imaju mineralna i organska gnojiva kod dugotrajne, prekomjerne i nestručne uporabe. Zbog toga se moderna gnojidba (učinkovita, isplativa i ekološki prihvatljiva) ne može zamisliti bez stručnog znanja proizvođača i analize tla, odnosno poštivanja preporuka gnojidbe te se vrhunski prinosi i dobra kakvoća uroda postižu samo optimiziranjem cjelokupne agrotehnike i prakse upravljanja. Samo gnojidba, ma kako ona bila važna, nije dovoljna za dobivanje visokih prinosa dobre kakvoće

Biljke, kao i sve druge žive organizme grade stanice unutar kojih se odvijaju brojni fiziološki procesi odgovorni za rast, razvitak i razmnožavanje. Budući da biljke ne jedu hranu poput životinja, one ovise o hranjivim tvarima koje usvajaju iz atmosfere i tla. Kad je mogućnost usvajanja hranjivih tvari ograničena rast se usporava, a prinos i njegova kakvoća padaju. Stoga gnojiva nadomještaju neophodne hranjive tvari elemente ishrane) u kojima tlo oskudijeva, posebice kad su najpotrebniji biljkama  u tzv. maksimumi usvajanja) i na taj način povećavaju efektivnu plodnost tla. Također, gnojiva mogu biti prilagođena vrsti usjeva koji se uzgaja, načinu primjene konvencionalno, folijarno, međuredno u trake, ispod sjemena oko sjemena (tzv. lokalizirana gnojidba) i dr., s efektom odgođenog i naknadnog djelovanja, dodatcima koji pospješuju rast  biljaka (hormonima), biogenost tla (bakterijske i gljivične kulture) itd. Primarne komponente gnojiva su elementi ishrane koje biljke zahtijevaju u velikim količinama, posebice dušik, fosfor i kalij (glavni ili primarni elementi ishrane), zatim elementi koje biljke zahtijevaju u manjoj količini (kalcij, magnezij i sumpor, odnosno sekundarni elementi ishrane) i konačno mikroelementi koje biljke usvajaju u veoma malim količinama (ispod 1 kg po ha), ali su također neophodni za rast i razvitak biljaka. Suvremena istraživanja gnojiva i gnojidbe fokusirana su na očuvanje okoliša, pronalaženje novih, manje skupih izvora gnojiva, učinkovitije tehnologije primjene i boljeg fizikalno-kemijskog oblika gnojiva koji su manje podložni gubitcima iz tla.

Organska gnojiva su animalnog ili biljnog podrijetla i sadrže veći dio hraniva u obliku koje biljke mogu usvojiti tek nakon njegove razgradnje u tlu (mineralizacija) te stoga imaju znatno dulji vremenski period djelovanja u odnosu na mineralna (sintetska) gnojiva. Taj, tzv. produžni efekt, ovisi o aktivnosti mikroorganizama u tlu koju je teško predvidjeti jer ovise o uvjetima neophodnim za njihov život kao što su povoljna temperatura, vlaga, pH, C/N omjer, raspoloživost elemenata ishrane i dr. Zbog toga organska gnojiva djeluju u duljem vremenskom periodu, znatno sporije i imaju znatno nižu učinkovitost prema mineralnim gnojivima. Također, mnogi, ne samo poljoprivrednici, pogrešno smatraju kako organski gnoj ima posebna svojstva neophodna za tvorbu humusa, odnosno u poboljšanju strukture tla. Zapravo, organska gnojiva ne sadrže više hranjivih tvari u odnosu na stočnu hranu (siderate ili žetvene ostatke), ne proizvode novu organsku tvar koja već nije bila sadržana u biljnoj hrani za životinje, niti ona nastaje u procesu probave. Dakle, organskom gnojidbom samo se premještaju hraniva usvojena biljkama na drugom mjestu na gnojenu parcelu uz neizbježan gubitak hranjivih tvari i ugljika (C) u procesu životinjske probave i procesa mineralizacije. Također, teško je u budućnosti očekivati veću produkciju organskog gnoja od trenutne pa se njegovi novi izvori moraju proširiti na sigurno korištenje drugih vrsta organskog otpada, primjerice komunalnog organskog otpada, odnosno smeća. I na kraju, dobru gnojidbenu preporuku treba shvatiti kao savjet stručnjaka za ishranu bilja koji sadrži dozu, oblik gnojiva i način njegove primjene, a uvažava sve relevantne čimbenike koji utječu na rast, razvitak, visinu prinosa i plodnost tla: kemijska, fizikalna i biološka svojstva tla; sadržaj i bioraspoloživost hraniva; vodno-zračni odnosi u tlu; uređenost parcele, npr. odvodnja, navodnjavanje, nagib, ekspozicija, depresije i sl.; predusjev, njegov prinos i gnojidba; žetveni ostatci, vrsta i količina; agrotehnika, odnosno način i dubina obrade tla, priprema tla za sjetvu, vrijeme sjetve i kultivar, zaštita usjeva i dr. Odnos između tih indikatora produktivnosti (čimbenika koji određuju visinu prinosa i njegovu kakvoću) jest dinamičan i  vrlo kompleksan. Svaki od njih može biti tzv. faktor minimuma, dakle imati ograničavajući efekt (tzv. limitirajući indikator) tijekom cijelog perioda vegetacije ili samo u određeno vrijeme rasta i razvitka, odnosno tvorbe prinosa. Stoga je prvi zadatak gnojidbene preporuke postaviti dijagnozu, odnosno identificirati čimbenike minimuma, a tek onda utvrditi potrebnu dozu hraniva, način i vrijeme primjene. Nakon postavljanja dijagnoze stanja slijedi utvrđivanje doze (potrebne količine elemenata ishrane) te način i vrijeme primjene gnojiva, odnosno što sve treba učiniti da bi se izbjegla ograničenja i postigao očekivani prinos.

Dijagnoza stanja plodnosti tla temelji se na fizikalno-kemijskoj analizi tla i/ili biljne tvari, kao i vizualnim simptomima deficita (ili suficita) hranjivih elemenata, odnosno prethodnim spoznajama o biljnoj proizvodnji. Zbog toga, pored velikog broja relevantnih indikatora zemljišne plodnosti, za pouzdanu preporuku potrebno je i uključivanje konkretnog proizvođača, odnosno njegovih zapažanja koja mogu spriječiti pogreške u gnojidbi. Naime, poljoprivredni proizvođači lako zapažaju simptome deficita ili suficita hranjivih elemenata, kao i snižavanje prinosa, te takva zapažanja treba razmotriti i provjeriti moguće razloge. Naime, svaki ozbiljan poljoprivredni proizvođač ima uvid u povijest proizvodnje na konkretnoj parceli, pa bez tih opažanja problem često ostaje neuočen.