Optimizarea agrochimică a sistemului sol-plantă este alternativa esențială a realizării unor producții mari, de calitate, stabile și se realizează prin aplicarea rațională și echilibrată a îngrășămintelor, diferențiat și integrat, cu sustenabilitate (flexibilitatea sortimentelor și dozelor) după cerințele culturilor și aportul efectiv al solului. Regimul hidric al solului, aprovizionarea cu apă spre nivelul optimului (al capacității de câmp) susține optimizarea efectului îngrășămintelor și maximizarea productivității tehnologiilor, așa cum deficitul sau excesul hidric (acum nu e cazul) perturbă uneori drastic eficiența îngrășămintelor.
Rezervele de apă din sol provenite din acviferul freatic și pluviale au efecte notabile bine cunoscute în chimismul elementelor nutritive din sol sau aplicate acestuia, precum și în bioaccesibilitatea pentru culturi
Ciclul azotului în natură. Ilustrație: Johann Dréo, Wikipedia.org
Azotul: cu un circuit complex în sistemul sol-plantă, în toate fazele și secvențele acestuia, are modificări esențiale în realizarea rezervelor mobile și disponibile pentru plante, pentru realizarea rolului cantitativ și calitativ al acestui element esențial.
În circuitul său și definitivarea rezervelor mobile (disponibile pentru plante) se notează dereglări esențiale în procesele biologice și fizico-chimice care diminuează în deficit hidric productivitatea acestora – cuantumul mineralizării azotului din humus se reduce, așa cum aportul de N în sol al microorganismelor simbiotice și nesimbiotice se diminuează dependent de reducerea condițiilor de favorabilitate, ceea ce în timp (pe termen durabil) evaluările cuantumului mineralizării și dinamica humusului în orizontul arabil arată tendințe descendente. Ionii minerali ai azotului (NO3+NH4) rezultați din mineralizare sau aplicați prin îngrășăminte minerale simple și complexe au un regim de mișcare și trasabilitate perturbat de deficitul de umiditate, nitrificarea și amonificarea sunt diminuate, iar ionii de NH4 au o conversie redusă în NO3, în schimb, au o pretabilitate mai ridicată de a se sustrage din fluxul mobil și nutritiv spre fixare neschimbabilă la mineralele argiloase, iar lipsa de umiditate inhibă activitatea de hidroliză a ureei. În condițiile deficitului de apă și a unor temperaturi ridicate (mai mari de 25-28 ⁰C spre 30-32 ⁰C), NH3 provenit din activitatea minimă de hidroliză a ureei se volatilizează și astfel se majorează pierderile efective de N din sistemul sol-plantă și așa perturbate de acest deficit de apă.Se apreciază că în anii normali (ca precipitații și temperaturi) conținutul optim de N-mineral (NO3+NH4) este de 30-50 ppm pentru culturile de câmp și 60-80 ppm pentru legumele cultivate în spații protejate. În anii secetoși, cu precipitații sub valorile normale, conținuturile de N-mineral pentru culturile de câmp pot fi între limitele 25-30 ppm, iar dozele de N se pot corecta în minus față de cele ale condițiilor optime prin multiplicare cu coeficientul 0,7-0,8 pentru a evita dereglările de nutriție prin perturbarea raportului N/P și acumulare în plante a N în forme minerale. În aceste condiții, fertilizarea fracționată cu N, pe fond de îngrășăminte complexe NP și NPK, sunt soluții cu caracter de protecție a sistemului sol-plantă.
Cristal – fosfatul de dihidrogen de amoniu. Foto: Damien Miller, Wikipedia.org
Fosforul, în condițiile deficitului de apă din sol și a perioadelor secetoase, suferă modificări esențiale prin diminuarea desorbției, difuziei ionilor de fosfat și reducerea aducției acestora spre suprafața rădăcinilor și apoi a absorbției în plante. S-a dovedit că aceste procese ce vizează ionii nutritivi ai fosforului pot asigura prin procesele menționate necesarul de P al plantelor, dacă solul are o aprovizionare satisfăcătoare cu acest element, iar mediul (solul, în principal) asigură un conținut volumetric normal de apă în care se regăsesc conținuturi de P (mobil-solubil) de 60-70 ppm P la culturile de câmp și 70-100 ppm P, pentru culturile horticole. Perioadele deficitului de apă din sol, care favorizează evoluția fosfaților mobili spre forme stabile și insolubile, trebuie parcurse din punct de vedere al gestionării fosforului ca fertilizant, prin aplicare localizată (față de rândul de semințe și plante) a resurselor cu acest element, care sunt mai eficiente în formele complexe (NP, NPK, NP+, NPK+). Aceste combinații pot susține eficient echilibrul fosforului față de ionii azotului și determină o diminuare a efectelor secetei.
NPK
Potasiul este macroelementul primar, cu o bună mobilitate și disponibilitate pentru plante în soluția solului în intervale de timp suficient de largi dacă aprovizionarea cu potasiu și apă sunt normale. În condițiile optime de nutriție cu K, se realizează o utilă desorbție activă și dinamică a ionilor de K din complexul argilohumic (esențial din minerale argiloase), difuzia acestora și solubilizarea în stare ionică în soluția solului, din care decurg stări de mobilitate și accesibilitate ridicate pentru plante.
Referitor la managementul potasiului, în condițiile deficitului de apă și secetă, sunt valabile cel puțin două observații – prima, este cationul determinant al diminuării sensibilității la secetă a speciilor vegetale care intervine direct, dar și prin intermediul unor substanțe organice din plante, a căror sinteză o susține, inclusiv în reglarea deschiderii stomatelor și, o altă precizare, este cationul predispus aproape similar amoniului la fixarea în forme neschimbabile la minerale argiloase preponderent în deficitul hidric din sol și seceta atmosferică. Aprovizionarea normală cu apă asigură desorbția sporită a K-ului de la mineralele argiloase și control normal al stării hidrice a plantelor. Aici, măsurile de fertilizare, inclusiv prin plante, trebuie să diminueze fixarea neschimbabilă a potasiului și să alimenteze normal starea solubilă și mobilă a acestuia în soluția solului. Acest deziderat se realizează prin îngrășămintele NPK, predominant cu anionii însoțitori SO4 și NO3, ca și prin plantele cu dezvoltare echilibrată și mari consumatoare de K, cu efecte în reglarea dinamicii potasiului între formele solubile și cele fixate fără schimb. Fertilizarea rațională NPK (de bază, la semănat și fazială) poate controla distribuția ionilor de K chiar și în perioade critice de stres hidric.