Jak to możliwe, że czasem na jednej z sąsiadujących ze sobą ogrodniczych działek uprawiane warzywa czy kwiaty są piękne i okazałe, a na tej drugiej – słabo rozwinięte i drobne? Zdarza się, że niewłaściwa uprawa roślin może doprowadzić do wyczerpania się zasobów składników odżywczych przyswajanych przez rośliny. Powszechnie wiadomo, że aby uzyskać wysokie plony, trzeba zastosować nawozy we właściwych ilościach i w odpowiednim czasie. Czy tak jest zawsze i w każdych okolicznościach? Co warto wiedzieć o nawozach?

Już wiesz

co to jest gleba i jakie elementy ją tworzą;
że pH gleby ma wpływ na rozwój roślin;
w jaki sposób można przeprowadzić badania wybranych właściwości gleby.

Nauczysz się

wyjaśniać, co to jest żyzność gleby;
wymieniać pierwiastki, które warunkują żyzność gleby;
klasyfikować nawozy na naturalne i sztuczne;
wymieniać rodzaje nawozów naturalnych i sztucznych oraz podawać ich przykłady;
omawiać rolę nawozów naturalnych i sztucznych w nawożeniu gleby;
wymieniać rośliny wymagające nawożenia organicznego;
uzasadniać potrzebę stosowania nawozów naturalnych i nawozów mineralnych;
wyjaśniać, dlaczego ważne jest stosowanie odpowiednich ilości nawozów.

irsfzkfbkA_d5e177

1. Gleby żyzne i urodzajne

Żyzność glebżyzność glebyŻyzność gleb oznacza ich naturalną zdolność do zaspokajania potrzeb pokarmowych roślin. Składa się na nią zespół właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych gleb – zapewniających roślinom odpowiednie warunki do wzrostu (czyli odpowiednie składniki pokarmowe, wodę i powietrze glebowe). Żyzność gleby zależy od jej składu, m.in. zawartości związków mineralnych, próchnicy i drobnoustrojów.

O zasobności gleby w potrzebne do rozwoju roślin składniki świadczy występowanie w niej takich pierwiastków, jak:

azot,
fosfor,
potas,
wapń,
magnez.

Dla rozwoju roślin istotna jest zawartość wymienionych pierwiastków w postaci łatwo przyswajalnej, czyli takiej, która może być z gleby pobierana, a następnie poddawana przemianom w ich komórkach. Istotnym czynnikiem jest także odczyn gleby, który wpływa na występowanie przyswajalnych postaci składników pokarmowych oraz na aktywność drobnoustrojów glebowych.
Poza wymienionymi składnikami ważne są również takie pierwiastki, jak: węgiel, tlen i wodór, siarka oraz bor, miedź, mangan, molibden i inne. Brak któregoś składnika w glebie może być przyczyną chorób roślin lub obniżenia plonów; np. niedobór łatwo przyswajalnej miedzi w glebach uniemożliwia wykształcenie się ziarna roślin uprawnych.

ROPTlRxniBgt91

brak — Wzrost i rozwój roślinności przebiegają intensywnie na terenach zasobnych w gleby żyzne (A), a utrudnione są na ziemiach jałowych (B)

Żyzność gleby można zwiększyć przez jej uprawę, czyli odpowiednie zabiegi, m.in. orkę i inne działania agrotechniczne, nawożenie, nawadnianie, stosowanie płodozmianu. Wszystko to decyduje o rolniczej produktywności gleby, czyli o jej urodzajnościurodzajność glebyurodzajności. Podstawową miarą urodzajności jest plon – na glebach urodzajnych przy sprzyjających warunkach atmosferycznych można osiągać wysokie plony.

Stosowanie nawozów jest głównym sposobem na uzyskanie szybkiej poprawy jakości gleby. Wszystkie nawozy – naturalne i mineralne, odpowiednio użyte, poprawiają urodzajność gleby poprzez dostarczanie roślinom składników niezbędnych do ich wzrostu.

irsfzkfbkA_d5e243

2. Nawozy naturalne organiczne

Nawozy naturalne organicznenawozy naturalne organiczneNawozy naturalne organiczne dostarczają glebie brakujących składników mineralnych, a także wzbogacają ją w próchnicę.
Nawozy organiczne są wytwarzane z substancji organicznej bądź z mieszaniny różnych substancji organicznych. Wśród nich wyróżnić można:

nawozy pochodzenia zwierzęcego: obornik, gnojówkę, gnojowicę, nawóz kurzy (pomiot), guano (odchody ptaków morskich);
nawozy pochodzenia roślinnego: torf, słomę;
kompost (nawóz pochodzenia roślinnego i zwierzęcego).

Obornik jest mieszaniną płynnych i stałych przefermentowanych odchodów zwierzęcych pochodzących z hodowli razem ze ściółką. Zawiera składniki niezbędne do prawidłowego rozwoju roślin, jest cennym źródłem próchnicy, poprawia właściwości fizyczne i chemiczne nawożonej gleby oraz oddziałuje na zachodzące w niej przemiany mikrobiologiczne.

Gnojowica i gnojówka to przefermentowane odchody zwierzęce. Gromadzi się je w szczelnie zamkniętych zbiornikach i rozcieńcza przed nawożeniem nimi pól. W składzie gnojówki przeważają produkty fermentacji moczu.

RsSekeL5j4gDO1

Nawożenie pola obornikiem — Obornik jest naturalnym nawozem, rozprowadzanym na polach przeważnie w okresie jesiennym

Odpowiednie stosowanie nawozów naturalnych wymaga znajomości informacji o zawartości w nich pierwiastków, których niedobór znacząco wpływa na plony. Przyjęto, że zawartość głównych składników w nawozie podaje się albo w przeliczeniu na udział procentowy pierwiastka – dla azotu i potasu, albo odpowiednego tlenku – dla fosforu i magnezu. W przypadku nawozów naturalnych zawartość ta zależy nie tylko od rodzaju nawozu, ale od warunków jego powstawania. Dlatego zazwyczaj podaje się dane o typowym (uśrednionym składzie) tych nawozów.

Średnia zawartość wybranych składników w przykładowych nawozach organicznych pochodzenia zwierzęcego (kg/t)
Rodzaj nawozu	Azot ( $N$ )	Fosfor ( $P_{2} O_{5}$ \*)	Potas ( $K$ )
Obornik trzody chlewnej	0,45	0,13	0,50
Obornik koński	0,45	0,12	0,42
Gnojowica trzody chlewnej	0,35	0,09	0,25
Gnojowica bydlęca	0,25	0,05	0,25
\*Zawartość fosforu zwyczajowo w rolnictwie podaje się dla $P_{2} O_{5}$ , który jest dawniej stosowanym wzorem tlenku fosforu(V), obecnie poprawną strukturę tego tlenku opisuje się wzorem $P_{4} O_{10}$ .

Kompost jest nawozem, który powstaje z odpadowej materii organicznej (skoszona trawa, opadające płatki kwiatów czy gałęzie, resztki pożywienia) składowanej w kompostowniku, gdzie są przetwarzane pod wpływem działania mikroorganizmów.
Kompost jest nawozem uniwersalnym, który może być stosowany do poprawiania jakości każdej gleby i nawożenia każdej rośliny.

Doświadczenie 1

Problem badawczy

Jak przygotować kompost? Co wpływa na czas jego powstania?

Hipoteza

Rozdrobnienie odpadków przyspieszy proces rozkładu materii organicznej i uzyskanie kompostu.

Co będzie potrzebne

2 butelki PET o poj. 1,5–2 l,
nożyczki,
cyrkiel,
taśma klejąca,
lupa,
odpadki organiczne z działki i gospodarstwa domowego, tj. skoszona trawa, skorupki jaj, fusy po herbacie, obierki z ziemniaków i warzyw, ręczniki i chusteczki papierowe,
wilgotna gleba ogrodowa.

Instrukcja

Wykonanie kolumny kompostowej:
1. weź butelkę PET i odetnij jej górną część – ok. 10 cm od nakrętki;
2. w dolnej części butelki ostrożnie zrób cyrklem otworki (wentylacja umożliwi rozkład substancji przez organizmy tlenowe);
3. w dolnej części butelki umieszczaj warstwami, na zmianę – wymieszanie odpady organiczne i ziemię ogrodową;
4. dopasuj dolną i górną część butelki i sklej je taśmą.
Przygotuj kolumnę kompostową nr 2. W tym przypadku przed umieszczeniem w kolumnie odpadki organiczne dokładnie rozdrobnij.
Tak przygotowane kolumny kompostowe pozostaw w zacienionym miejscu na okres 3–4 tygodni i co tydzień obserwuj zachodzące we wnętrzu kolumn zmiany. Obserwuj, czy są różnice w wyglądzie składników kompostu. Do obserwacji możesz użyć lupy.
Po upływie trzech tygodni sprawdź, jakie zmiany zaszły w kolumnach.
Jak zmienił się wygląd odpadów?
Które ze składników uległy całkowitemu rozkładowi?
Czy można zaobserwować różnice w wyglądzie kompostu, do przygotowania którego użyto rozdrobnionego materiału i kompostu ułożonego z niepociętych składników?
Czy w dolnej części kolumny zbiera się jakiś płyn? Jaka jest jego barwa? Do czego można go wykorzystać?

Podsumowanie

W czasie trwania eksperymentu można zaobserwować, jak rozkładają się różnego rodzaju odpadki organiczne podczas kompostowania.
Tempo rozkładu składników kompostu zależy od rodzaju materiału, stopnia rozdrobnienia oraz rodzaju gleby, warunków wodnych gleby i zawartości tlenu w glebie.

Kompostowanie to wytwarzanie kompostu z nagromadzonych materiałów organicznych (głównie szczątków roślinnych), które poddaje się kontrolowanym procesom rozkładu. Do rozkładu materii organicznej podczas kompostowania przyczyniają się mikroorganizmy glebowe.

RcaEGqxzdyaUP1

R1MjqEBIMm79Z1

Kompostownik w ogrodzie — Ogrodnicy często mówią, że kompostownik jest sercem ich ogrodu. Pozwala na zagospodarowanie niepotrzebnych części roślin, ściętej trawy i innych organicznych odpadów oraz otrzymanie z nich bogatego w składniki pokarmowe podłoża do użyźniania ogrodu

Stosowanie nawozów naturalnych jest zalecane, gdyż nie działają od razu, lecz zaczynają być łatwo przyswajalne przez rośliny dopiero przy współpracy mikroorganizmów zawartych w glebie. Dzięki temu rośliny mogą pobierać składniki pokarmowe, szczególnie azot, przez cały okres wegetacyjny. Nawozy te wpływają także pozytywnie na właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleb – przyczyniają się do zmniejszenia ich zakwaszenia, zapobiegają utracie próchnicy oraz pomagają zachować ich stały, odpowiedni do dobrego rozwoju roślin stan.

irsfzkfbkA_d5e396

3. Nawozy mineralne

Nawozy mineralnenawozy mineralneNawozy mineralne, nazywane potocznie sztucznymi, są to związki chemiczne lub ich mieszaniny, zawierające składniki pokarmowe stosowane w nawożeniu roślin, będące produktem przemysłu nawozowego. Nawozy te są efektywniejsze od naturalnych, ponieważ rośliny łatwiej je wchłaniają.

Nieco inna definicja nawozów mineralnych podawana jest w irsfzkfbkA_d1214t750:

Nawozy mineralne – nawozy nieorganiczne, produkowane w drodze przemian chemicznych, fizycznych lub przerobu surowców mineralnych, w tym wapno nawozowe zawierające magnez, a także niektóre nawozy pochodzenia organicznego.

Czasami wyróżnia się nawozy mineralne, pochodzenia naturalnego którymi są sproszkowane skały wapienne oraz popioły drzewne.

Wpływ nawożenia na rozwój roślin (hodowla hydroponiczna)

Doświadczenie 2

Problem badawczy

W jaki sposób dostęp do substancji odżywczych wpływa na rozwój roślin?

Hipoteza

Rozwój roślin przebiega bardziej intensywnie, gdy mają one zapewniony dostęp do potrzebnych substancji odżywczych.

Co będzie potrzebne

doniczka,
trociny,
4 słoiki z pokrywkami z tektury lub styropianu,
czarny papier,
waga,
4 słomki
4 zlewki (lub butelki o pojemności 1 l),
ziarna fasoli lub kukurydzy,
woda destylowana,
azotan(V) wapnia $Ca {({NO}_{3})}_{2}$ ,
azotan(V) potasu ${KNO}_{3}$ ,
diwodorofosforan(V) potasu $K H_{2} P O_{4}$ ,
siarczan(VI) wapnia $Ca {SO}_{4}$ .

Instrukcja

Przygotowanie sadzonek
Ziarna fasoli (lub kukurydzy) umieść w wilgotnych trocinach, aż zaczną kiełkować.
Przygotowanie pożywek
1. Pożywka 1. (pełnowartościowa):
  W 1 dmIndeks górny 3 wody destylowanej rozpuść 1 g azotanu(V) wapnia, 0,25 g azotanu(V) potasu oraz 0,25 g diwodorofosforanu(V) potasu.
2. Pożywka 2. (bez azotu):
  W 1 dmIndeks górny 3 wody destylowanej rozpuść po 1 g siarczanu(VI) wapnia i diwodorofosforanu(V) potasu.
3. Pożywka 3. (bez fosforu):
  W 1 dmIndeks górny 3 wody destylowanej rozpuść 0,5 azotanu(V) wapnia oraz 0,5 azotanu(V) potasu.
Przygotuj 4 słoiki z pokrywkami z tektury lub styropianu, w których są otwory pozwalające na umocowanie sadzonek do uprawy hydroponicznej (jak na rysunku).
Ponumeruj słoiki i nalej do nich do ok. 4/5 objętości pożywki (1., 2., 3.) i wodę (do 4. słoika).
Wybierz 4 sadzonki o podobnej wielkości, wypłucz i umieść każdą z nich osobno w słoiku, tak aby korzenie sadzonek były zanurzone w cieczy.
W celu ochrony korzeni przed słońcem owiń słoiki czarnym papierem.
Co dwa dni roztwory w słoikach należy przez słomkę przedmuchiwać powietrzem.
Obserwuj rozwój roślin przez 2–4 tygodnie.
R7ZjmWIn7Lmn11
Doświadczalna hydroponiczna uprawa roślin

Podsumowanie

Zaobserwować można, że rośliny w poszczególnych słoikach rozwijają się niejednakowo. Najlepsze wyniki daje pożywka pełnowartościowa. Pozostałe rośliny, zasilane pożywkami, które nie zawierały wszystkich niezbędnych składników odżywczych, wykazują objawy niedożywienia.

Nawozy sztuczne dostarczają skoncentrowanych składników mineralnych, które są dobrze przyswajalne przez rośliny. Zawierają w składzie związki rozpuszczalne, dostarczające jony łatwo wchłaniane przez system korzeniowy roślin.
Nawozy sztuczne poprzez poprawę właściwości fizycznych oraz chemicznych gleby wspomagają rozwój roślin. Charakteryzuje je wysoka wydajność, a efekty ich działania są widoczne w dużo krótszym czasie niż w przypadku użycia nawozów naturalnych. Niestety, zachodzi też zagrożenie przenawożenia, dlatego nawozy należy stosować zgodnie z zaleceniami. Nadmierna ilość nawozu wpływa bowiem szkodliwie na glebę oraz rośliny, które na niej rosną.

RaTMNNUbE0phS1

Zdjęcie worków z nawozami w sklepie — Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów nawozów mineralnych. Mają one określony skład, zależny od potrzeb roślin, dla których są przeznaczone

Specjalne oznaczenia na opakowaniach nawozów informują o charakterze składników pokarmowych, które będą dostarczone do gleby po zastosowaniu danego produktu.

Podstawowymi ich składnikami są:

Azot $N$ – składnik niezbędny do wzrostu roślin. Odpowiada za przyrost zielonej masy roślin, korzenie, wyższy plon ziarna. Niedobór azotu w glebie powoduje zahamowanie wzrostu roślin i skrócenie okresu ich dojrzewania.
Fosfor $P$ – odpowiedzialny za wykształcanie się części generatywnych roślin (nasiona, owoce). Niedobór fosforu jest przyczyną karłowacenia roślin, słabego rozwoju systemu korzeniowego, problemów z kwitnieniem i owocowaniem.
Potas $K$ – poprawiający odporność roślin na niskie temperatury i choroby, wydłużający okres przechowywania warzyw. Niedobór potasu powoduje zahamowanie wzrostu rośliny oraz charakterystyczne nekrotyczne zmiany na liściach.

Nawozy służą głównie dostarczaniu tych podstawowych składników pokarmowych, dlatego też większość z nich jest nazywana nawozami typu NPK (ponieważ dostarczają azotu, fosforu i potasu).

Azot może być dostarczany w nawozach mineralnych w formie kationów amonowych ${NH}_{4}^{+}$ lub anionów azotanowych(V) ${NO}_{3}^{-}$ . Stężenie obu tych składników w glebie w różny sposób oddziałuje na wzrost roślin. Obecność jonów amonowych w małych stężeniach silnie oddziałuje wzrost roślin, lecz ich nadmiar jest dla roślin toksyczny (hamuje ich rozwój). Z kolei jony azotanowe(V) działają w szerszym zakresie stężeń (wykres).

R1IznFbEvRh2j1

Reakcja roślin na wzrastające stężenie jonów amonowych i jonów azotanowych (V) dostarczanych w nawozach [Bibl_16_06] — Wykres pokazuje, w jaki sposób stężenie jonów amonowych i azotanowych(V) w środowisku wzrostu wpływa na wzrost roślin. Można zaobserwować znaczącą różnicę w reakcji roślin na azot dostarczany w postaci jonów amonowych i azotanowych(V). W przypadku jonów amonowych pozytywny wpływ na wzrost roślin występuje w bardzo wąskim zakresie stężeń. Oznacza to, że użycie nawozów amonowych wymaga większej precyzji, a stosowanie zbyt dużej ilości nawozu negatywnie wpłynie na plony. Natomiast w przypadku nawozów zawierających jony azotanowe(V) istnieje wartość maksymalna, powyżej której już nie osiągnie się efektu zwiększania wzrostu, ale także jej przekroczenie nie wpłynie ujemnie na rozwój roślin

Do nawożenia gleb stosuje się także nawozy wapniowe i magnezowe. Oprócz tego, że dostarczają roślinom składników pokarmowych, poprawiają one odczyn i właściwości gleby. Niedobór magnezu w glebie powoduje spadek odporności roślin na choroby, wpływa ujemnie na wzrost roślin oraz ich jakość.
Wapń, magnez, sód i siarka są określane jako drugorzędowe składniki pokarmowe.
Do wzrostu roślin niezbędne są ponadto inne pierwiastków, lecz w ilościach niewielkich w porównaniu ze składnikami podstawowymi. Takimi mikroskładnikami pokarmowymi są: bor, kobalt, miedź, żelazo, mangan, molibden i cynk.

Wśród oferowanych na rynku nawozów sztucznych wyróżnić można:

nawozy jednoskładnikowe (zawierające jeden podstawowy składnik pokarmowy w dużej ilości), stosowane w celu uzupełnienia konkretnego, brakującego składnika w glebie, jej zakwaszenia bądź odkwaszenia; ich stosowanie wymaga specjalistycznej wiedzy na temat potrzeb nawozowych konkretnych grup roślin;
nawozy wieloskładnikowe, które stanowią odpowiednio skompleksowaną mieszankę składników mineralnych potrzebnych roślinom do prawidłowego wzrostu; są łatwiejsze w stosowaniu; o tym, do jakich upraw się nadają, informuje notka na opakowaniu.
R15ZAyMVWDqu41
Źródło: Tomorrow Sp. z o. o., licencja: CC BY 3.0.

Nawozy sztuczne oferowane są w formie płynnej lub jako granulat. Granulat sypie się pod rośliny albo miesza z ziemią. Natomiast nawozami w formie płynnej, po uprzednim rozcieńczeniu ich z wodą, rośliny podlewa się bądź opryskuje.

Ważne!

Stosując nawozy, należy ściśle przestrzegać dawek oraz zasad postępowania podanych na opakowaniu. Nieodpowiednie ich użycie może mieć skutek odwrotny do zamierzonego, ponieważ nadmiar jednego z pierwiastków często hamuje pobieranie innego.

Przykłady nawozów sztucznych (skład procentowy – procenty masowe)
Nawozy sztuczne jednoskładnikowe (z deklarowaną zawartością jednego podstawowego składnika pokarmowego)
Nawozy azotowe			Nawozy fosforowe			Nawozy potasowe
składniki chemiczne	skład procentowy		składniki chemiczne		skład procentowy	składniki chemiczne	skład procentowy
saletra amonowa ${NH}_{4} {NO}_{3}$	34% $N$		superfosfat $Ca {{(H_{2} PO}_{4})}_{2}$		46% $P_{2} O_{5}$	siarczan(VI) potasu $K_{2} S O_{4}$	48% $K_{2} O$
siarczan(VI) amonu ${{(NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$	20% $N$					sól potasowa $KCl$	60% $K_{2} O$
Nawozy sztuczne wieloskładnikowe (zawierają NPK oraz mikroelementy w różnych konfiguracjach i ilości)
		składniki chemiczne		skład procentowy
saletra wapniowa		$Ca {{(NO}_{3})}_{2}$		15,5% $N$		28% $CaO$
saletrzak wapniowo‑magnezowy		${{(NH}_{4})}_{2} {SO}_{4}$ , $Ca {CO}_{3},$ $Mg {CO}_{3}$		27,5% $N$		3,5% $CaO$ , 4% $MgO$

Polecenie 1

Zapoznaj się z podaną przez producenta informacją o składnikach jednego z dostępnych na rynku nawozów wieloskładnikowych. Czy potrafisz podać nazwy chemiczne niektórych związków wchodzących w skład tego produktu oraz ich wzory sumaryczne?
”NPK ( $CaMg S$ )…
Nawóz ten zawiera 3% azotu amonowego i 6% azotu amidowego (mocznikowego), 9% fosforu ( $P_{2} O_{5}$ ) w formie fosforanowej, w tym 5% jako fosforan jedniowapniowy, 17% potasu ( $K_{2} O$ ) w tym 8,5% w formie siarczanu(VI) potasu i 8,5% w formie chlorku potasu, 2% magnezu ( $MgO$ ) w postaci siarczanu(VI) magnezu oraz 5% wapnia ( $CaO$ ) i 9% siarki ( $S$ ) rozpuszczalnej w wodzie”.

Wskazówka

Producenci nawozów stosują często nazwy zwyczajowe substancji chemicznych, które już przestały być używane przez chemików. W przypadku tlenku fosforu(V) nie używa się wzoru $P_{2} O_{5}$ , gdyż zgodnie z aktualną wiedzą strukturę tego tlenku opisuje wzór $P_{4} O_{10}$ .
”Azot amonowy” oznacza, że azot wchodzi w skład jonu amonowego, czyli składnikiem może być sól amonowa, np. azotan(V) amonu. Forma fosforanowa dotyczy związków fosforu(V) – fosforan jednowapniowy, czyli obecnie diwodorofosforan(V) wapnia $Ca(H_{2} {PO}_{4})_{2}$ .

Nawozy sztuczne jednoskładnikowe są bogate tylko w jeden pierwiastek i stosuje się je, kiedy jakość gleby wskazuje na niedobór tego właśnie składnika. Nawozy azotowe uzupełniają niedobór azotu, nawozy fosforowe – fosforu, a nawozy potasowe – potasu. Użycie nadmiernej ilości nawozu może spowodować zasolenie podłoża i zniszczenie roślin, a także kumulację szkodliwych związków w glebie.

Nawozy azotowe zaleca się stosować wiosną (nigdy jesienią), ponieważ azot jest wypłukiwany do głębszych warstw gleby. Ponadto azot łatwo uwalnia się do atmosfery, dlatego przed użyciem nawóz ten należy wymieszać z glebą.

irsfzkfbkA_d5e690

4. Otrzymywanie nawozów

Nawozy sztuczne są wytwarzane syntetycznie lub uzyskiwane na drodze przemysłowego przetwarzania surowców mineralnych.
Saletrę amonową uzyskuje się przez zobojętnienie kwasu azotowego(V) amoniakiem:

{NH}_{3} + H {NO}_{3} → {NH}_{4} {NO}_{3}

Superfosfat zwyczajny otrzymuje się w reakcji kwasu siarkowego(VI) z minerałami zawierającymi fosfor – fosforytami. Proces ten można opisać równaniami:

{Ca}_{3} {{(PO}_{4})}_{2} + {2H}_{2} {SO}_{4} → Ca {{(H_{2} PO}_{4})}_{2} + 2Ca {SO}_{4}

Superfosfat potrójny jest produkowany w reakcji fosforytów z kwasem fosforowym(V), którą można opisać równaniem:

{Ca}_{3} {{(PO}_{4})}_{2} + {4H}_{3} {PO}_{4} → 3Ca {{(H_{2} PO}_{4})}_{2}

Uzyskuje się produkt o zwiększonej zawartości fosforu.

Saletra chilijska (sodowa) – minerał zawierający azotan(V) sodu – jest od wieków stosowana do użyźniania gleby. Na terenie Chile (pustynia Atacama) znajdują się znane i eksploatowane od lat złoża tego minerału (1). Obecnie ten, jak i inne nawozy azotowe otrzymuje się na skalę przemysłową z kwasu azotowego(V) (2)

RZpFTP0UuAYh71

Pokaz slajdów przedstawiający złoża saletry oraz zakłady azotowe — Źródło: pixculture (https://www.flickr.com), licencja: CC BY-SA 2.0.

R8On1IYVJsTbF1

Ciekawostka

Współcześnie produkuje się także nawozy wieloskładnikowe wolno działające, w których specjalna warstwa zewnętrzna wokół granulek takiego nawozu kontroluje uwalnianie składników pokarmowych. Dzięki takiej strukturze nawozu korzenie roślin nie mają bezpośredniego kontaktu ze związkami chemicznymi i nie grozi im przenawożenie.
Szybkość uwalniania składników odżywczych jest uzależniona od temperatury i wilgotności podłoża: im gleba cieplejsza i bardziej mokra, tym więcej składników pokarmowych zostaje uwolnionych, co odpowiada szybkości wzrostu roślin – im cieplej, tym szybciej rosną. Granulki mają ustaloną długość okresu rozkładania się w glebie (np. nawozy 100‑dniowe). Są to drogie, ale bardzo efektywne nawozy. Stosując je, można ograniczyć nawożenie do jednego zabiegu wiosną.

Ważne!

Dobre plony, na przykład warzyw w ogródku, można uzyskać w następnym roku tylko wtedy, gdy dawki nawozów będą dostosowane do wymagań pokarmowych roślin i zasobności gleby. Użycie przypadkowej ilości nawozu bywa przyczyną nierównomiernego zaopatrzenia roślin w poszczególne składniki mineralne (najczęściej ogrodnicy używają za dużo azotu w stosunku do fosforu i potasu), pogorszenia odczynu gleby, zanieczyszczenia wód oraz obniżenia wartości handlowej i biologicznej uprawianych warzyw.

Uwaga!

Nieodpowiednie stosowanie nawozów może być przyczyną przenawożenia gleby, spowodować zasolenie podłoża i zniszczenie roślin, a także prowadzić do kumulacji szkodliwych związków w glebie.

Chemia rolna (materiały do wykładów)
W końcu XIX wieku na posiedzeniu Królewskiego Towarzystwa w Londynie wygłoszony został wykład o mającej nadejść w XX wieku zagładzie ludzkości z powodu głodu. Przyczyną miało być wyczerpywanie się złoż naturalnego nawozu – guana. Nie przewidywano, że wkrótce nastąpi era mineralnych nawozów azotowych produkowanych przez człowieka.

Za początek przemysłu nawozowego uznaje się rok 1840, kiedy to Justus von Liebig ogłosił swoją teorię mineralnego odżywiania roślin. Wcześniej sądzono, że tylko materia organiczna (nawozy naturalne) może być substancją odżywczą dla roślin. Od tego czasu nastąpił dynamiczny rozwój agrochemii w kierunku poznania znaczenia nawożenia sztucznego w uprawie roślin – w połowie XIX wieku odkryto rolę soli mineralnych we wzbogacaniu gleby, badano działanie saletry chilijskiej i siarczanu(VI) sodu – otrzymywanego w wyniku rozkładu mączki kostnej. Zaczęły powstawać zakłady przemysłowe produkujące nawozy. Za początek nowoczesnego przemysłu nawozów sztucznych uznaje się rok 1913, kiedy to w Oppau w Niemczech uruchomiono instalację do produkcji amoniaku metodą HaberaFritz HaberHabera–BoschaCarl BoschBoscha.

Ciekawostka

Autorem jednej ze znanych na całym świecie przemysłowych technologii produkcji tlenków azotu z powietrza i ich dalszej przeróbki, między innymi na saletrę (czyli syntetycznej produkcji nawozów azotowych), był polski chemik Ignacy MościckiIgnacy MościckiIgnacy Mościcki. Założył on Chemiczny Instytut Badawczy oraz najnowocześniejszą w tamtych czasach Fabrykę Związków Azotowych w Mościcach (obecnie Tarnów). W latach 1926–1939 Ignacy Mościcki był prezydentem Polski.

RPphaXyICYq421

irsfzkfbkA_d5e845

Podsumowanie

Żyzność gleby jest wynikiem procesów glebotwórczych i zależy od zawartości m.in. związków mineralnych, próchnicy i drobnoustrojów. Pierwiastki warunkujące żyzność gleb to głównie: azot, fosfor i potas. Inne to np. wapń, magnez, tlen, żelazo, miedź, mangan.
Niewłaściwa albo zbyt jednorodna uprawa roślin powoduje, że w glebie wyczerpują się zbyt szybko zasoby składników odżywczych.
Nawozy naturalne lub sztuczne stosowane są w celu uzupełnienia niedoboru składników pokarmowych w glebie oraz regulacji odczynu gleby.
Nawozy mineralne (sztuczne) dostarczają glebie składników mineralnych, które są źródłem niezbędnych do rozwoju roślin pierwiastków – przede wszystkim azotu, fosforu i potasu. Minerały te mogą występować osobno – w nawozach jednoskładnikowych – lub w bardziej uniwersalnych ich mieszaninach – nawozach wieloskładnikowych.

Praca domowa

Polecenie 2.1

Zaprojektuj domowy eksperyment pozwalający na zbadanie wpływu stężenia saletry na rozwój rzeżuchy. Zredaguj kartę pracy do tego eksperymentu.

Wskazówka

Saletrę potasową pod nazwą „saletra spożywcza” można znaleźć wśród przypraw w sklepie spożywczym.

Polecenie 2.2

Na podstawie fragmentów tekstów źródłowych przygotuj krótkie uzasadnienie konieczności wapnowania gleby.
Tekst 1.
”Wapnowanie, czyli nawożenie gleb zasadowymi związkami wapnia, zawartymi z reguły w różnych nawozach wapniowych, usuwa szkodliwe działanie na rośliny nadmiernego stężenia jonów wodoru, glinu i manganu oraz zwiększa przyswajalność fosforu, potasu, azotu i molibdenu, a także wzmaga rozwój pożytecznych mikroorganizmów oraz rozkład substancji organicznej. Wapnowanie działa koagulująco i zwiększa gruzełkowatość gleby, poprawiając w ten sposób jej strukturę.
[…] Ponadto wapń jest składnikiem pokarmowym nieodzownym dla organizmów roślinnych i glebowych. Nadmierne wapnowanie spowodować może zanikanie w glebie przyswajalnego manganu. W takim przypadku należy stosować siarczan(VI) amonu, który przywraca glebie przyswajalny mangan. Niedobór manganu objawia się plamistością liści u roślin i deformacją kości u zwierząt. Obserwuje się też niepłodność bydła wypasanego na łąkach nadmiernie wapnowanych, z niedoborem manganu. Z przytoczonych tu faktów widać, jak ważną funkcję pełni odczyn gleb dla ich żyzności i środowiska.”
Tekst 2.
”W uprawie warzyw ważny jest odpowiedni odczyn i zawartość wapnia w glebie. Większość warzyw wymaga pH w zakresie 6,2–6,8, tylko pomidory i ziemniaki dobrze rosną na glebach o pH 5,2–5,5. Gdy pH jest niższe niż 5, z gleby słabo pobierane są przez rośliny wszystkie makropierwiastki, zaś najgorzej fosfor i magnez, a spośród mikropierwiastków – molibden.
[…] Niedobór wapnia w glebie jest przyczyną występowania chorób fizjologicznych: wewnętrznego brunatnienia główek kapusty (kapusty głowiaste, brukselska, włoska, pekińska) i suchej zgnilizny wierzchołkowej (pomidory, papryka).”

irsfzkfbkA_d5e923

Słowniczek

Carl Bosch

RqFrLYyfyTSwU1

Carl Bosch

1874–1963

Niemiecki chemik, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w roku 1931, prowadził prace badawcze nad syntezą amoniaku (metodą Habera–Boscha) oraz uwodornieniem węgla; jest uważany za jednego z twórców nowoczesnego przemysłu chemicznego w Niemczech.

Fritz Haber

R9mPuFDpxfsQe1

Fritz Haber

1868–1934

Niemiecki chemik, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1918 roku za syntezę amoniaku z azotu i wodoru, nazwaną później metodą Habera–Boscha, metoda ta umożliwiła produkcję amoniaku z azotu i wodoru z powietrza na skalę przemysłową, pozwoliła na rozwój produkcji sztucznych nawozów azotowych.

Ignacy Mościcki

RMdLZhpGvrxdm1

Ignacy Mościcki

1867–1946

Polski chemik i polityk; prowadził prace badawcze w dziedzinie technologii ropy naftowej i gazu ziemnego, opracował oryginalną metodę otrzymywania kwasu azotowego(V); jeden z twórców przemysłu chemicznego w Polsce; założyciel Chemicznego Instytutu Badawczego w Warszawie; prezydent Rzeczypospolitej Polskiej w latach 1926–1939; w 1937 r. ustanowił w Polsce dzień 11 listopada Narodowym Świętem Niepodległości.

nawozy mineralne

Definicja: nawozy mineralne

sole lub inne związki dodawane do gleby w celu uzupełnienia niedoboru pierwiastków pobieranych przez uprawniane na niej rośliny; mogą być jednoskładnikowe (dostarczają jednego podstawowego składnika pokarmowego) lub wieloskładnikowe (uzupełniają niedobór kilku składników w glebie); wyróżnić można nawozy mineralne pochodzenia naturalnego oraz nawozy sztuczne uzyskiwane na drodze chemicznych procesów przemysłowych

nawozy naturalne organiczne

Definicja: nawozy naturalne organiczne

produkuje się z substancji organicznej; należą do nich nawozy pochodzenia zwierzęcego (obornik, gnojówka) lub pochodzenia roślinnego (torf)

urodzajność gleby

Definicja: urodzajność gleby

zdolność gleby do zaspokajania potrzeb roślin i wydawania plonu; urodzajność jest cechą określającą wartość produkcyjną gleby

żyzność gleby

Definicja: żyzność gleby

naturalna zdolność gleby do zaspokajania potrzeb pokarmowych roślin, zespół właściwości gleb fizycznych, chemicznych i biologicznych zapewniający roślinom odpowiednie warunki do wzrostu (składniki pokarmowe, wodę i powietrze glebowe)

irsfzkfbkA_d5e1237

Zadania

Ćwiczenie 1

R10fDHRugeila1

Co zaliczamy do nawozów organicznych?

torf
saletrę chilijską
superfosfat
obornik
kompost
saletrzak wapniowo-magnezowy
saletrę amonową
chlorek potasu

Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 2

Rrz7YZPt2g1hw1

Otrzymałeś zadanie polegające na udzieleniu wskazówek młodemu ogrodnikowi, który chciałby utworzyć w swoim ogrodzie kompostownik. Wskaż prawdziwe stwierdzenia, które mógłbyś mu przekazać.

	Prawda	Fałsz
W kompostowniku można składować folie i plastik.	□	□
Obierki z warzyw i owoców, skorupki jaj, fusy i trawa doskonale nadają się do kompostowania.	□	□
Gałęzie na spodzie kompostownika powodują lepsze przewietrzania kompostu i przyśpieszają aktywność mikroorganizmów rozkładających substancję organiczną.	□	□
Należy dbać, aby w kompostowniku była bardzo duża wilgotność. To pozwala uzyskać kompost dobrej jakości.	□	□

Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 3

R1QpBg4VzfAi01

Zapotrzebowanie na azot $N$ w przypadku uprawy sałaty głowiastej wynosi 120 kg na hektar. Oblicz, jaką ilość saletry amonowej (34% $N$ ) musi przygotować ogrodnik, aby odpowiednio nawozić grządkę przeznaczoną na sałatę o powierzchni 10 m x 10 m.

3,5 kg
1,2 kg
35 kg
12 kg
0,35 kg

Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 4

R12BeKPhrraY21

Który z wymienionych poniżej nawozów zawiera największą procentową zawartość azotu?

saletra amonowa
saletra potasowa (indyjska)
saletra wapniowa (norweska)

Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY 3.0.

Gleba – jej skład i właściwości

Zanieczyszczenia gleby i sposoby zapobiegania jej degradacji

Nawozy naturalne a żyzność gleby

1. Gleby żyzne i urodzajne

2. Nawozy naturalne organiczne

3. Nawozy mineralne

4. Otrzymywanie nawozów

Podsumowanie

Słowniczek

Carl Bosch

Fritz Haber

Ignacy Mościcki

Zadania