Z prehľadu štatistických informácií ÚKSÚP-u o aplikácii priemyselných hnojív vo vegetačnom ročníku 2010 – 2011 vyplýva poznatok o nedostatočnom zabezpečení fosforečnej výživy pestovaných plodín. Dlhodobý trend nízkych dávok fosforu v aplikovanom hnojive, najmä po roku 2000, neumožňuje pokryť úrodou odčerpané množstvo P a vytvára stav absolútneho deficitu fosforu v pôde.
Priemerné dávky hnojív NPK vo forme priemyselných hnojív pri pestovaní oz. pšenice na ploche 273 tisíc ha v roku 2011 boli 129,10 kg/ha NPK, z toho dusíka 114,62 kg/ha. Naproti tomu dávky fosforu predstavovali iba 6,52 kg/ha a 7,96 kg/ha bolo draslíka, pri pomere N:P ako 1: 0,06-0,07. Pritom optimálny pomer N:P je na úrovní 1: 0,2 – 0,3. Trend obmedzovania aplikácie fosforečných hnojív je alarmujúci a v žiadnom prípade nie je opodstatnený! Na nedostatočnú úroveň výživy fosforom poukazujú i priemerne výsledky pestovania 37 druhov plodín na ploche 1,064 mil. ha, kde boli v priemere aplikované dávky NPK 99,43 kg/ha. Priemerne dávky jednotlivých živín boli nasledovne: 84,27 kg/ha N, 5,97 kg/ha P a 7,72 kg/ha K, pri pomere N:P:K 1:0,07:0,09.
Zníženú aplikáciu P-hnojív, niektorí pestovatelia odôvodňujú vysokou cenou hnojiva a nepochopiteľnou obavou strát a „znehodnotenia“ fosforu. V tejto súvislosti pokladám za potrebne uviesť základne poznatky o špecifičnosti fosforečnej výživy plodín. Fosfor, na rozdiel od dusíka, sa vyznačuje viacerými osobitosťami, ktoré je potrebné uplatňovať v praktickej výžive rastlín. Vysoká utilizačná schopnosť fosforu v pôde obmedzuje jeho straty z pôdy vyplavovaním, a preto ročné straty fosforu nepresahujú 1 mg/kg pôdy, čo na ploche 1 ha do vrstvy pôdy 0,3 m predstavuje okolo 4,5 kg fosforu z plochy 1 ha. Fosfor, na rozdiel od amoniakálneho dusíka a draslíka (viazané výmennou sorpciou), je viazaný chemickou sorpciou, pri ktorej sa vytvárajú vo vode nerozpustné terciárne zlúčeniny kyseliny tri hydrogén fosforečnej s dvoj a trojmocnými katiónmi typu Ca, Mg, Fe, Mn, Al a iné. Podľa Barbera (Barber: Efficient use Agronomic research for food, ASA, No 26, 13-39, 1976) rýchlosť difúzie fosforu v pôde je veľmi nízka a dosahuje hodnoty 4.10-11 cm/s, pričom rýchlosť difúzie P v pôde s dobrou zásobou P v relácii s vodným prostredím je 200 – krát nižšia. V dôsledku uvedeného je obmedzená mobilita P v pôde, a tým i znížená prijateľnosť fosforu pre rastliny.
Koreňový systém je schopný ďaleko viacej fosforu odčerpať z priestorov pôdy, ktorá obaľuje korene, ako sa tento priestor môže obnoviť fosforom. Vychádza sa z predstavy, že priestor pôdy vzdialený od koreňa na 1-2 mm je úplné ochudobnený o fosfor. Z uvedeného pohľadu kontaktný príjem P sa môže uskutočňovať iba za predpokladu minimálnej vzdialenosti fosforu od koreňov do 1 mm, pritom pre príjem dusičnanov je minimálna vzdialenosť 10 mm. Vzhľadom na nedostatočnú mobilitu fosforu v pôde o jeho príjme rozhoduje nie rýchlosť migrácie fosforu v pôde, ale predovšetkým prerastanie koreňov do priestorov lokalizácie fosforu. Vo výžive fosforom, nezávisle od aplikovaných dávok hnojiva, sa spravidla vždy prejavuje jeho nedostatok. Nízka koncentrácia P v pôde (0,02-0,2%) a zároveň i obmedzená rýchlosť difúzie, ale i nedostatočný objem koreňového systému, ktorý do hĺbky 150 mm zaberá iba okolo 0,5-2 % pôdy, minimalizuje kontaktný príjem P na 1 %. V prípade príjmu dusíka na kontaktný príjem pripadá okolo 2-20 % z celkového množstva prijatého dusíka. Fosfor viazaný chemickou sorpciou umožňuje vytvoriť nadpriemerné zásoby v pôde bez negatívneho efektu na rastové procesy porastu. Toxické koncentrácie fosforu sú na úrovni 2,0-2,8 % jeho obsahu v nadzemnej fytomase. Pritom bežne koncentrácie fosforu vo vegetačnej hmote plodín pri optimalizovanej fosforečnej výžive nepresahujú hodnoty 0,2-0,8 % (pre N: 2-5 %).
Vo všeobecnosti sa vychádza z predstavy, že koncentrácia fosforu v pôdnom roztoku je rádovo 0,001-1,0 mmol. Naproti tomu koncentrácia P v bunkách koreňového systému je okolo 5- 20 mmol. Iba koncentrácia anorganického fosforu presahujúca 45 mmol môže spôsobiť čiastočnú toxicitu a vyvolať deficit Fe, Cu, Zn. Z uvedeného je zrejmé, že vnútorný priestor buniek koreňa je 2 tisíc 20 tisíc násobne koncentrovanejší ako pôdny roztok. Tento poznatok dovoľuje urobiť dôležitý záver o tom, že transport fosforu do buniek koreňa sa nemôže realizovať fyzikalno-chemickými procesmi difúzie. Za prirodzených podmienok pestovania poľných plodín sa príjem fosforu uskutočňuje proti koncentračnému gradientu aktívnymi mechanizmami, na ktorých sa podieľajú predovšetkým špecializované ionogénne pumpy. Práca iogénnych púmp vyžaduje spotrebu metabolickej energie, je prísne regulovaná, a preto procesy príjmu sa uskutočňujú v plnej zhode s potrebami rastliny. V dôsledku uvedeného, za prirodzených podmienok pestovania plodín, nemôže dôjsť ku nadmernej akumulácii fosforu v rastline, ktorá by mohla byť na úrovni fyziologickej toxicity. Iba pri koncentrácii fosforu, ktorá presahuje 1 mmol P sa pozoruje manifestovaný aj pasívny transport fosforu do koreňových buniek(Michalík: Biologia plantarum, Praha, 29/3,204-213, 1987). Zo zvyšovaním koncentrácie fosforu vo vonkajšom prostredí podiel pasívneho príjmu narastá.
Tvorba fosforečných zlúčenín sa vyznačuje vysokou reutilizačnou schopnosťou. Rastliny i s relatívne nízkou zásobou prijatého fosforu sú schopné efektívne realizovať metabolické a syntetické procesy( Michalík,I.: Molekulárne a energetické aspekty príjmu živín v rastlinách, SPU, Nitra 2001). Je to dôsledok dlhodobého fylogenetického vývoja prispôsobenia sa rastlín na podmienky deficitu fosforu v prostredí. V dôsledku uvedeného sa vyvinul veľmi účinný systém príjmu, metabolizácie a akumulácie fosforu. Bunky sú relatívne odolne voči vysokej vnútornej koncentrácii tým, že sú schopné až 85-95% celkového fosforu akumulovať vo vakuole, ktorá slúži ako mobilná rezerva pre udržiavanie stálej koncentrácie anorganického fosforu v cytoplazme. Tento fenomén sa zároveň podieľa na znížení rozdielu koncentračného gradientu medzi koncentráciou P v cytoplazme a v pôdnom roztoku, čo má priaznivý vplyv na príjem a akumuláciu fosforečnanov v koreňoch rastlín.
Akumulované zdroje fosforu sú postupne mikrobiálnou činnosťou, pôsobením koreňových výlučkov (organické kyseliny, anorganické ióny OH–, HCO3–, H+), ale i aplikáciou fyziologicky kyslých priemyselných hnojív uvoľňované do pôdneho roztoku, a tým sa stavajú pre rastliny prístupné. Podľa predstavy Dejeagerre a kol.: Plant and Soil 63, 19-24, 1981) aktívny príjem 61 molov amoniaku je sprevádzaný effluxom (vylučovaním) 81 molov iónov vodíka z cytoplazmy koreňových buniek do vonkajšieho prostredia, čo spôsobuje okysličovanie pôdneho roztoku a stimulovanie príjmu dusičnanov, ale aj fosforečnanov.
Obsah prístupného fosforu v pôde, v závislosti od zrnitosti a pH, je v rozsahu 15-270 mg/kg pôdy. Reálne zásoby fosforu v pôde sú v priemere 10-100 násobné nižšie ako sú fyziologické limity fosforečnej výživy rastlín. Kritické minimálne hodnoty obsahu prístupného fosforu pri pestovaní obilnín sú okolo 10 mg/kg. Pestovateľ musí vykonať také opatrenia, aby hodnoty prístupného fosforu boli ďaleko nad 10 mg/kg pôdy. Z výsledkov Rothamstedskej výskumnej stanici v Anglicku vyplýva, že dlhodobá(85 rokov) absencia aplikácie fosforečných hnojív pri pestovaní oz. pšenice spôsobila zníženie zásob prístupného fosforu na 8 mg/kg pôdy. Avšak v ďalšom období v priebehu 5 rokov intenzívneho fosforečného hnojenia (aplikovali celkové 780 kg/ha P) sa umožnilo zvýšenie obsahu prístupného fosforu na 51 mg/kg. Uvedené poznatky poukazujú na reálne možnosti vytvárať primerané zásoby fosforu pravidelnou aplikáciou hnojiva.
Uvedené argumenty priorizujú požiadavku na pravidelnú aplikáciu fosforečných hnojív a ich rovnomerné rozmiestnenie v priestore lokalizácie koreňového systému. Cieľom pestovateľa je vytvárať trvale zásoby prístupného fosforu v pôde na úrovni 50-100 mg/kg pôdy. Existuje absolútny celosvetový deficit fosforu, pričom deficit bude narastať, preto je možné oprávnené predpokladať, že v ďalšom období je aj reálny nárast ceny fosforečných hnojív. Na rozdiel od N a K, ktoré sa vyznačujú vyššou mierou obnoviteľnosti, zdroje fosforečných surovín sú v celosvetovom meradle veľmi obmedzené, čiastočne už vyčerpané. Preto názory na vytváranie zásob fosforu v pôde sú plne opodstatnené. Môžeme konštatovať, že obdobie, keď produkcia rastlín sa realizovala zo zdrojov tzv. starej zásoby sa skončilo. Zrejme stará zásoba, najmä fosforu, a čiastočne aj draslíka, zdá sa, je už značne vyčerpaná. Súčasný stav môžeme klasifikovať ako absolútny deficit fosforu, čiastočne i draslíka v pôde, čo negatívne ovplyvní produkčnú schopnosť našich pôd a produkciu biomasy.
Autor: prof. Ing. I. Michalík, DrSc., Nitra
