Aspecte generale ale fertilizării culturii de lucernă

Lucerna se remarcă prin exporturi mari de elemente nutritive, după cum prezintă I. Moga şi colaboratorii. La o producţie de substanţă uscată de 10 tone/hectar, cantitatea de elemente nutritive exportate într-un an este de N 340, P 70 (P2o5), K 200 (K2o) şi Ca 200 (Cao) (Moga). Dacă aceste valori se raportează la un ciclu de cultură de 4 ani, se ajunge la niveluri ale exportului de N 1300, P 280, K 800 şi Ca 800.

În regim irigat, lucerna poate produce 15-17 tone/hectar substanţă uscată, când exportul în elemente nutritive este mai mare cu 50-70%. Aceste valori scot în evidenţă faptul că lucerna este o mare consumatoare de elemente nutritive, motiv pentru care fertilizarea este unul dintre factorii tehnologici importanţi în obţinerea unor producţii mari.

Azotul necesar plantelor este asigurat în mare parte pe cale simbiotică şi din rezervele solului. Se apreciază că în condiţii favorabile de umiditate şi temperatură prin procesul de nitrificare se eliberează anual N 30-100, în funcţie de procentul de humus. O sursă importantă o constituie şi azotul levigat în anii anteriori, care este valorificat de către lucernă prin sistemul radicular profund; se estimează că 1/5-1/4 din dozele de azot administrate plantelor premergătoare poate să fie levigată în anii relativ umezi sau în regim irigat (Cooke, 1971); ţinând seama de faptul că lucerna urmează în rotaţie după 4-5 ani, în care se cultivă plante anuale fertilizate cu îngrăşăminte azotate, stratul de sol cuprins între 150 şi 250 cm poate dispune de cantităţi importante de azot levigat, care este utilizat eficient pe parcursul perioadei de cultură a lucernei. O cantitate mică de azot (1-16 kilograme/hectar/an) poate să fie furnizată plantelor prin ploi (Cooke); acestea conţin şi alte elemente, cum sunt: clorul (2-50 kilograme/hectar), sodiul (1-27 kilograme/hectar), magneziul (0,2-4 kilograme/hectar), calciul (0,4-17 kilograme /hectar), potasiul (0,3-14 kilograme/hectar), sulful (0,8-18 kilograme/hectar) şi fosforul (0,2-19 kilograme/hectar).

Un rol în nutriţia plantelor cu azot îl au şi unele bacterii din sol la care sinteza sistemului enzimatic nitrogenic este guvernată de un grup de gene denumit „nif“; din acest grup se cunosc numeroase bacterii, printre care cele mai importante se află: Clostridium spp., Azotobacter spp. şi Klebsiella spp. Se apreciază că aceste bacterii, prin fixarea biologică liberă, produc 10-15 kilograme/hectar/an azot (Burns şi Hardy, citaţi de Hera şi colaboratorii). Ionii, odată pătrunşi în plantă, intră în circuitul metabolic, transformându-se la nivelul rădăcinii, tulpinii sau frunzei în substanţe elaborate, din ce în ce mai complexe. De exemplu, ionul NO3, sub influenţa unor enzime şi în prezenţa unor catalizatori, se transformă în nitriţi şi apoi în hipoazotiţi, hidroxilamină şi amoniac; în continuare, amoniacul, în prezenţa hidraţilor de carbon şi a produşilor de metabolizare, se transformă în aminoacizi şi apoi în proteine. Aceste procese sunt deosebit de complexe şi sunt caracteristice fiecărei specii, acţiunea lor desfăşurându-se după un cod genetic bine definit. Când în sol este prezent amoniul, de regulă acesta este transformat de microorganisme specifice în azot nitric; dacă solul este acid, transformarea este lentă şi planta foloseşte direct ionul de amoniu (Cooke).

Fosforul este un element indispensabil fără de care orice metabolism este exclus. Sinteza proteinelor nu se poate realiza decât în prezenţa fosforului, pe care-l găsim în diversele categorii de proteine, cum sunt: fitina, fosfolipidele, nucleoproteinele, acizii nucleici. Anumiţi compuşi funcţionali, ca vitaminele, hormonii, acizii adenosin şi trifosforic au în constituţia lor fosfor în proporţii mai mici sau mai mari. Metabolismul hidraţilor de carbon este un alt proces ce se realizează în prezenţa fosforului. Asimilarea azotului în plantă nu se poate face fără o cantitate minimă de fosfor. În situaţia unei bune aprovizionări a plantelor cu fosfor, acesta este acumulat în cantităţi mari în rădăcini şi redistribuit mai târziu pe parcursul ontogenezei. Când plantele au un conţinut normal în fosfor, animalele care le consumă se vor dezvolta în mod echilibrat, fiind ferite de o serie de boli grave de nutriţie. Fosforul este folosit de către plantele de lucernă din rezervele solubile ale solului şi din îngrăşăminte. Fosforul este prezent în sol atât sub formă anorganică, cât şi organică; sub formă organică se întâlneşte mai ales ca săruri ale acidului ortofosforic cu metalele.

Forma organică preponderentă a fosforului în sol este fitina şi derivaţii ei, care, în urma activităţii bacteriene, sunt descompuşi în forme mai mult sau mai puţin accesibile pentru plante. Cel mai accesibil pentru plante este ionul monofosfatic (H2PO4 mai mare); ionul difosfatic (HPO4) are o accesibilitate ceva mai redusă decât ionul monofosfatic, în timp ce ionul trifosfatic (PO4) are o solubilitate puţin însemnată, prezentând interes mai ales pe solurile puternic alcaline. Într-un mediu foarte acid se găsesc în sol cu precădere ioni H2PO4, iar într-un mediu uşor acid sau neutru, forma HPO4 devine dominantă; în soluri alcaline fosforul se găseşte mai ales sub formă de ioni PO4. În solurile foarte acide, unde ionii de fier şi aluminiu se găsesc în soluţie într-un număr mai mare decât ionii fosfatici, ionii H2PO4 au afinitate mai mare pentru fier şi aluminiu şi se formează aproape instantaneu hidroxifosfaţi, care sunt insolubili şi deci mai greu accesibili chiar şi pentru leguminoase perene. În sol sunt prezente două procese contradictorii: pe de o parte, se evidenţiază un proces de imobilizare a formelor solubile de fosfor prin „îmbătrânire“, iar pe de altă parte, o mobilizare a fosforului, prin activitatea microorganismelor din forme mai greu solubile. Fosfaţii solubili manifestă o slabă mobilitate în sol, în sensul că ei se deplasează, prin difuzie liberă sau prin fluxul de apă, pe distanţe relativ mici, ce nu depăşesc 8-10 cm din locul de încorporare.

Pe solurile nativ acide aplicarea unor îngrăşăminte cu azot amoniacal este însoţită de regulă de scăderea mobilităţii fosforului în sol, în timp ce neutralizarea parţială a acestor soluri cu îngrăşăminte alcaline cu azot asigură creşterea mobilităţii fosforului. Acidifierea uşoară a solurilor nativ slab acide sau neutre duce la creşterea netă a mobilităţii fosforului acestor soluri, în timp ce alcalinizarea lor temporară, prin aplicarea unor doze relativ mari de uree sau de amoniac provoacă reducerea mobilităţii fosfaţilor (Lăcătuşu). Acumularea fosforului în sol se face sub formă de fosfaţi de calciu, fier sau aluminiu. Când se administrează cantităţi mici de fosfor, acesta, în prezenţa aluminiului, este transformat în fosfat de aluminiu; cu cât cantitatea de fosfor creşte, cu atât o mai mare parte din acest element este fixată sub formă de fosfat de calciu. Formele de fosfor mineral, mai mult sau mai puţin solubile, sunt utilizate diferit de diversele specii de plante furajere perene. Lucerna utilizează bine compuşii fosfatici mai greu solubili. Acest fenomen se poate explica prin sistemul radicular profund şi bine ramificat, prin corelaţia pozitivă existentă între asimilaţia calciului şi cea a fosforului, precum şi prin secreţiile radiculare de acizi şi enzime care sunt abundente la lucernă. Procesul de solubilizare a fosforului în sol este de natură pur fizico-chimică şi este influenţat în mod esenţial de umiditatea solului, dar şi de temperatură; cu cât umiditatea solului este mai ridicată şi temperatura este mai favorabilă, cu atât mobilitatea fosforului este mai mare; această legitate este valabilă deopotrivă pe cernoziomuri, dar şi pe soluri brun luvice şi explică de ce în condiţii favorabile de umiditate şi temperatură, chiar pe soluri cu niveluri modeste ale conţinutului în fosfor, plantele exportă cantităţi mari din acest element. Ca urmare a creşterii mobilităţii fosforului în sol, efectul relativ al îngrăşămintelor cu fosfor scade o dată cu îmbunătăţirea aprovizionării cu apă a solului.

În regim irigat, deşi efectul relativ al îngrăşămintelor cu fosfor scade, ca urmare a mobilităţii mai intense a fosfaţilor, sporurile absolute de recoltă determinate de îngrăşămintele cu acest element pot fi mult mai însemnate decât în cultura neirigată. Între mobilitatea fosforului în sol şi mobilitatea fierului există un paralelism. Potasiul, deşi nu intră în structura chimică a compuşilor organici, prin prezenţa lui în plante, în cantităţi îndestulătoare, duce la micşorarea transpiraţiei; aşa de exemplu, plantele de lucernă care conţin peste 2,7% K2O pentru a produce un gram de substanţă uscată transpiră 28-45 grame de apă, în timp ce la un conţinut de potasiu de numai 0,72% consumul de apă creşte la 41-72 grame. Când calciul şi magneziul se găsesc în sol în cantităţi suficiente, potasiul se acumulează în plante în cantităţi mari, în detrimentul calciului, situaţie în care nutreţul rezultat are o valoare calitativă modestă. Cantitatea cea mai mică de potasiu, în stratul arabil, se întâlneşte în solurile acide (0,3%), iar cernoziomurile sunt bine aprovizionate în potasiu (2,1-2,3%). Potasiul se găseşte sub formă neschimbabilă sau schimbabilă, dar şi solubil în apă; ultimele două forme sunt accesibile pentru plante.

Lucerna, având un sistem radicular înzestrat cu o mare capacitate de schimb de cationi, este mai pretenţioasă faţă de fertilizarea cu îngrăşăminte potasice decât gramineele perene, ale căror rădăcini au o capacitate mai redusă pentru schimbul de ioni. Pe solurile acide, sub influenţa calcarizării, mobilitatea potasiului se reduce. Reducerea mobilităţii potasiului prin calcarizare are loc pe seama creşterii tăriei de legătură a cationului, favorizându-se evoluţia sa spre forme neschimbabile. Amendarea solurilor acide fără un aport corespunzător de îngrăşăminte potasice nu are decât un efect discutabil. Folosirea dozelor excesive de potasiu conduce la pierderi de calciu, în situaţia în care se înregistrează un exces temporar de apă; sarea potasică furnizează clor, care se combină cu cationii şi mai ales cu calciul, care se leagă o dată cu clorul. Calciul joacă în procesul de nutriţie un rol important, mai ales în fazele de creştere a plantelor tinere. În caz de exces de umiditate, calciul este scos din complexul absorbtiv al solului şi este înlocuit cu hidrogen şi aluminiu, fenomen cu greu suportat de leguminoasele perene, dar mai ales de lucernă. În prezenţa calciului, microorganismele heterotrofe din sol secretă o cantitate mare de enzime şi în final descompunerea materiei organice se face într-un ritm mai intens. Pe solurile cu pH mai mic de 6,0, bacteriile libere  sunt stânjenite în dezvoltare, iar cele simbiotice au o activitate aproape nulă. Calciul se poate pierde din sol prin levigare în toate situaţiile în care precipitaţiile sau apa de irigare depăşesc evapotranspiraţia; calciul intră în reacţie cu anionii liberi (bicarbonaţi, sulfaţi, azotaţi, cloruri), fiind apoi antrenat de fluxul de apă şi pierzându-se sub aceste forme.

În cazul solurilor acide, forma cea mai vătămătoare de aciditate o creează aluminiul schimbabil; solurile acide care au un conţinut scăzut de aluminiu schimbabil nu reclamă neapărat o intervenţie cu amendamente calcaroase. Suprafeţele care se impun a fi amendate pot fi apreciate prin valorile pH şi gradul de saturaţie cu baze. Administrarea amendamentelor calcaroase se impune numai pe solurile al căror pH este de sub 5,8 (în suspensie apoasă), iar gradul de saturaţie cu baze este mai mic de 75%. În cazul lucernei, intervenţia cu amendamente este necesară la valori ale pH mai mici de 6,2 şi când gradul de saturaţie în baze este de sub 80%. Amendarea se impune să fie astfel condusă încât să neutralizeze cât mai durabil aciditatea uşor schimbabilă a solului; acest deziderat se satisface atunci când doza de amendamente este echivalentă cu 75-100% şi când gradul de saturaţie cu baze se aduce la cel puţin 85%. Solul poate furniza suficient calciu pentru plante chiar şi la un pH de 5,0, dar în acest caz apar alte fenomene care conduc la alterarea structurii solului, la sporirea mobilităţii aluminiului, fierului şi magneziului, care pot ajunge la concentraţii care să fie toxice pentru unele culturi; în aceste condiţii, fosfaţii devin mai solubili, iar microorganismele din sol se dezvoltă mai slab, mai ales cele care transformă rezervele de azot în nitraţi şi care descompun resturile organice.

Victor VĂTĂMANU