Regulacja odczynu gleby

Optymalny odczyn wpływa na właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne gleby. Zapewnia właściwe środowisko do wzrostu i rozwoju roślin. Decyduje o dostępności i wykorzystaniu składników z nawozów. Jego znaczenie jest jednak nadal niedoceniane.

Nadmierne zakwaszenie gleb w Polsce uważane jest za główny czynnik limitujący ich produktywność. Według danych GUS w latach 2016-2019 aż 40 proc. użytków rolnych miało odczyn kwaśny i bardzo kwaśny. Jednocześnie występuje bardzo silne zróżnicowanie regionalne. Na tle kraju najlepiej wypadły woj. opolskie, kujawsko-pomorskie i dolnośląskie (odpowiednio 20, 26, 29 proc. gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych), najgorzej małopolskie, mazowieckie, łódzkie, podkarpackie i podlaskie (odpowiednio 56, 56, 58, 61 i 63 proc. gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych). Nie lepiej wygląda sytuacja odnośnie struktury potrzeb wapnowania. W skali kraju 35 proc. użytków rolnych zaliczono do klasy koniecznych i potrzebnych. W tych stanowiskach regulacja odczynu jest niezbędna do zahamowania degradacji gleby i poprawy efektywności nawożenia. Gdyby do tej puli zaliczyć jeszcze klasę „wskazane” to problem nadmiernego zakwaszenia w skali kraju dotyczy 52 proc. użytków rolnych (rys. 1 i 2).

Przyczyn jest kilka

Zakwaszenie gleb jest procesem naturalnym i ciągłym, dodatkowo znacznie wspomaganym przez rolnictwo. Gleby Polski powstały w 90 proc. z kwaśnych skał naniesionych przez lodowce ze Skandynawii, z natury ubogich w kationy zasadowe. Dodatkowo w miesiącach jesienno-zimowych występuje przewaga opadów nad parowaniem i zachodzi intensywne wymywanie w głąb profilu glebowego kationów wapnia i magnezu odpowiedzialnych za stabilizację odczynu. Również rolnictwo ma swój negatywny wkład, głównie poprzez stosowanie nawozów azotowych i „wynoszenie” składników zasadowych z pola z plonami. Należy mieć świadomość, że do zneutralizowania 1 kg azotu zastosowanego w nawozach mineralnych, potrzeba średnio 2 kg CaO. Za zakwaszenie gleb odpowiada też przemysł, który emituje do atmosfery gazowe związki amoniaku (NH₃), dwutlenku siarki (SO₂) i tlenków azotu (NO_x). Gazy te odpowiadają za występowanie kwaśnych deszczów. Szacuje się, że do zobojętnienia tylko źródeł zakwaszenia powodowanych przez człowieka należałoby rocznie stosować 140 kg CaO/ha. Tymczasem w Polsce w latach 2018/2019 r. stosowano średnio 55,9 kg CaO/ha, zatem niespełna 40 proc. wymaganej dawki.

Skutki są poważne

W konsekwencji występuje wielokierunkowy proces degradacji gleb. Zachodzą negatywne zmiany w ich właściwościach fizycznych, chemicznych i biologicznych. Zamiera życie biologiczne, obniża się zawartość próchnicy, zmniejsza się zasobność i dostępność składników pokarmowych, pojawiają się związki toksyczne dla korzeni i pogarsza się struktura gleb. W glebach o nadmiernej kwasowości pojawiają się w dużych ilościach aktywny glin i mangan, które działają toksycznie na korzenie redukując rozwój system korzeniowy, zarówno w kierunku pionowym jak i poziomym. Rośliny nie mogą efektywnie pobierać wody i składników pokarmowych wskutek czego są niedożywione. Pokrój roślin jest drobny, skarlały i strzelisty. Na liściach i łodygach często występują czerwonofioletowe (antocyjanowe) przebarwienia, jako następstwo braku przyswajalnego fosforu. Szczególnie wrażliwe na aktywny glin są: jęczmień, lucerna i bobik, a w nieznacznie mniejszym stopniu rzepak, pszenica i koniczyna czerwona.

Kłopoty z pobieraniem azotu

W warunkach silnego zakwaszenia słabe jest wykorzystanie azotu. Ten główny składnik plonotwórczy w nawozach mineralnych występuje w formie azotanowej, amonowej oraz amidowej. Rośliny najszybciej pobierają formę azotanową, następnie amonową. Forma amidowa jest dostępna dopiero po transformacji do formy amonowej. Azot amonowy w procesie nitryfikacji ulega utlenieniu do postaci saletrzanej, preferowanej przez rośliny. Dzięki temu składnik ten staje się w większym stopniu dostępny dla roślin i jest szybciej pobierany. Jednak przemiany te wydajnie zachodzą w warunkach pH powyżej 6,5. W środowisku kwaśnym proces nitryfikacji ulega silnemu spowolnieniu. Jednocześnie rosną straty gazowe azotu w postaci amoniaku. Ponadto nadmierne stężenie formy amonowej może być fitotoksyczne dla roślin, szczególnie w stadium kiełkowania i wschodów. Rosną również straty w procesie wymywania.

Niedostępny fosfor

Pierwiastek ten ulega w glebie silnej sorpcji chemicznej. Dlatego współczynnik wykorzystania fosforu z nawozów nawet w warunkach korzystnych dla jego pobierania jest bardzo niski i maksymalnie wynosi 30 proc. W środowisku kwaśnym fosfor wiązany jest przez glin i żelazo, a w zasadowych przez wapń i staje się niedostępny dla roślin. Najlepiej pobierany jest z nawozów w zakresie pH 5,5-7,2. Poza nawozami mineralnymi ważnym źródłem fosforu dla roślin jest także glebowa materia organiczna. Jednak, aby rośliny mogły skorzystać z tej puli składnika, musi nastąpić mineralizacja, której intensywność w dużej mierze zależy od odczynu gleby, a w glebach kwaśnych jej tempo jest silnie ograniczone.

Duże straty składników

Z reguły gleby kwaśne są ubogie w magnez, potas i bor. Zasada ta dotyczy szczególnie gleb lekkich, ale „sprawdza się” także na średnich i ciężkich. Magnez i potas w stanowiskach kwaśnych zastępowane są w kompleksie sorpcyjnym przez kationy wodoru i glinu, po czym przechodzą do roztworu glebowego. Jeżeli w dalszym etapie nie zostaną pobrane przez rośliny, a często tak się dzieje z powodu niewydolnego systemu korzeniowego, są wymywane i tracone. Podobna sytuacja dotyczy wapnia. Warto zdawać sobie sprawę, że niska zasobność naszych gleb w potas, magnez i fosfor, zaraz po odczynie, stanowi główny czynnik limitujący ich produktywność. Według danych GUS w latach 2016-2019 stwierdzono 38, 27 i 25 proc. użytków rolnych o zasobności bardzo niskiej i niskiej odpowiednio dla potasu, magnezu i fosforu. Wzrastająca kwasowość „napędza” procesy wymywania lub uwsteczniania składników, prowadząc do wyjałowienia gleb.

Problemy z dostępnością

Makroskładniki najlepiej są przyswajane w zakresie odczynu lekko kwaśnego i obojętnego (pH 6,0-7,2). Natomiast dostępność mikroskładników zwiększa się w miarę wzrostu kwasowości gleby. Pożądany odczyn dla tej grupy pierwiastków zawiera się w przedziale 5,0-6,5. Wyjątek stanowi molibden, który zachowuje się odwrotnie. Ale i tutaj zbyt niski odczyn wywołuje poważne problemy żywieniowe. Szczególnie zawartość manganu w środowisku kwaśnym może bardzo szybko przekroczyć bezpieczny poziom i działać fitotoksycznie. Wyjątkowo wrażliwymi na nadmiar manganu są: lucerna, kukurydza cukrowa i jęczmień. Oprócz kłopotów z manganem w warunkach kwaśnych mogą wystąpić także problemy z borem. W tym wypadku chodzi o wysoce prawdopodobny niedobór składnika, potęgowany wzmożonym procesem jego wymywania, któremu sprzyja wysoka kwasowość gleby.

Najlepiej z magnezem

Dawka i forma nawozu wapniowego zależą od odczynu oraz kategorii agronomicznej gleby. Im niższe pH i cięższa gleba tym potrzeby wapnowania są odpowiednio wyższe (tab. 1, 2). W stanowiskach silnie zakwaszonych, zaliczonych do przedziału potrzeb wapnowania koniecznych, zabieg należy rozłożyć na dwa etapy w odstępie co najmniej rocznym. Wysokie dawki wapna zastosowane jednorazowo powodują zbyt gwałtowne zmiany procesów zachodzących w glebie. Wpływa to negatywnie na dostępność składników pokarmowych, zawartość próchnicy oraz prowadzi do dużych strat wapnia w procesach wymywania. W sytuacji, gdy w glebie poza niskim odczynem stwierdza się także niedobór magnezu ok. 30 proc. wapna zaleca się zastosować w postaci drobno zmielonego dolomitu. Warto wiedzieć, że nawozy wapniowo-magnezowe stanowią najtańsze źródło magnezu. Wapnowanie najlepiej przeprowadzić pod przedplon dla rośliny wrażliwej, ponieważ zmiana odczynu gleby następuje powoli, a jego stabilizację stwierdza się z reguły w drugim roku po zabiegu. Wapnowanie po zbiorze przedplonu daje możliwość dobrego wymieszania nawozu z glebą, co poza wilgotnością i temperaturą gleby, formą nawozu oraz jego rozdrobnieniem decyduje o efektywności zabiegu.

Tlenkowe czy węglanowe

Przy wyborze formy nawozu wapniowego należy kierować się głównie kategorią agronomiczną gleby. Szybko działające wapno tlenkowe nadaje się przede wszystkim na mineralne gleby ciężkie oraz gleby średnie, gdy zależy nam na szybkiej regulacji odczynu. W pozostałych przypadkach zaleca się stosować formę węglanową. Gleby średnie i ciężkie, w przeciwieństwie do lekkich, charakteryzują się wysoką zdolnością buforową, czyli cechą do utrzymania stałego pH gleby pomimo wzrastającego zakwaszenia. Wapno węglanowe, szczególnie o niskiej reaktywności, zastosowane na tych glebach działa bardzo powoli i musi być podane w wysokich dawkach, co znacznie podwyższa koszty nawożenia.

Jeżeli zakup wapna ma być refundowany w ramach Programu priorytetowego „Ogólnopolski program regeneracji środowiskowej gleb poprzez ich wapnowanie” na fakturze muszą znaleźć się informacje o typie i odmianie wapna oraz dane o zawartości CaO lub CaO+MgO. Warto szukać dostawcy, który przedstawi wszystkie potrzebne informacje.

Tab. 1. Ocena potrzeb wapnowania gleb

*optymalne wartości pH dla kategorii agronomicznych gleb

Źródło: http://iung.pl/dpr/wapnowanie1.html

Tab. 2. Dawki wapna na gruntach ornych (w tonach CaO/ha)

*nie należy stosować jednorazowo dawek wyższych od wartości podanych w nawiasach

Źródło: http://iung.pl/dpr/wapnowanie1.html

Artykuł ukazał się w wydaniu 07/2021 miesięcznika "Przedsiębiorca Rolny". ZAPRENUMERUJ