Odczyn gleby jest jednym z najważniejszych wskaźników jej urodzajności. Utrzymanie właściwego pH gleby wpływa na jej właściwości fizyko-chemiczne  oddziałując na wzrost i rozwój rośliny, tym samym gwarantuje uzyskanie wyższego plonu.

Według danych GUS około 37% użytków rolnych w Polsce ma odczyn kwaśny i bardzo kwaśny. Najkorzystniej sytuacja wygląda w województwach: opolskim, kujawsko-pomorskim i dolnośląskim, gdzie nadmierne zakwaszenie dotyka do 30% gleb. Najgorsza sytuacja występuje w województwie: podlaskim, podkarpackim, łódzkim, mazowieckim i małopolskim. W tych regionach udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych w strukturze zakwaszenia wynosi powyżej 50%.

Użytki rolne zaliczane do klas z potrzebami wapnowania (z przedziału konieczne i potrzebne) stanowią około 32%. Zatem blisko jedna trzecia naszych gleb podlega degradacji z powodu nadmiernego zakwaszenia i wymaga regulacji odczynu. Na czym polega dobroczynne działanie wapnowania?

Wapnowanie, a właściwości gleby

Odczyn gleby, zawartość próchnicy i skład mechaniczny są głównymi wskaźnikami jej urodzajności. Wpływa na aktywność mikroorganizmów, tempo procesów mineralizacji i humifikacji materii organicznej, a przez to na dostępność składników pokarmowych i efektywność nawożenia.

            Wapnowanie gleby wpływa na:

  1. a) wzrost liczby mikroorganizmów w glebie oddziałując na tempo rozkładu materii organicznej udostępniając składniki pokarmowe uprawianej roślinie;
  2. b) powstawanie struktury gruzełkowatej poprzez wysycenie w środowisku kompleksu sorpcyjnego kationami wapnia i magnezu, tzn. w warunkach optymalnego odczynu dla danej gleby. Dobra struktura zmniejsza opory mechaniczne podczas uprawy, polepsza stosunki wodno-powietrzne oraz wymianę gazową, przez co zwiększa dostęp tlenu do korzeni i odprowadzenie dwutlenku węgla. Łatwiej odprowadza nadmiar wody i ma większe zdolności do jej magazynowania. Wszystko to razem stwarza optymalne warunki do prawidłowego funkcjonowania korzeni;
  3. c) zapewnia dostępność fosforu – pierwiastek ten ulega w glebie silnej sorpcji chemicznej. Dlatego współczynnik wykorzystania fosforu z nawozów jest bardzo niski, maksymalnie wynosząc 30%. Na glebach o wysokiej kwasowości lub przewapnowanych, wskaźnik ten jest zdecydowanie niższy! W warunkach kwaśnych fosfor ulega uwstecznieniu przez glin i żelazo, a w zasadowych przez wapń i staje się niedostępny dla roślin (pH <5,5 lub >7,2 tj. na glebach lekko kwaśnych i obojętnych);
  4. d) dostępność składników pokarmowych dla roślin zwiększa się w miarę wzrostu kwasowości gleby. Pożądany odczyn dla tej grupy składników pokarmowych to pH 5,0-6,5. Wyjątek stanowi molibden, który zachowuje się odwrotnie. Ale i tutaj zbyt niski odczyn, poza ograniczoną dostępnością molibdenu, wywołuje poważne problemy żywieniowe (tab. 1);
  5. e) gleby kwaśne są ubogie w magnez i potas. Zasada ta dotyczy szczególnie gleb lekkich, ale potwierdza się często także na glebach średnich i ciężkich;
  6. f) zwiększa efektywność działania azotu. Ustaje proces nitryfikacji, którego istotą jest przekształcanie formy amonowej do azotanowej, preferowanej przez rośliny. Nadmierne stężenie formy amonowej prowadzi z kolei do dużych strat składnika w postaci amoniaku, a dodatkowo jest fitotoksyczne dla roślin, szczególnie w stadium kiełkowania i wschodów. Kontrola odczynu poprzez stworzenie optymalnych warunków do wzrostu i rozwoju korzeni, a tym samym pobrania składników, zwłaszcza podatnego na wymywanie azotu.

Tabela 1. Przyswajalność składników w zależności od pH gleby

pH gleby

ph gleby
Fot. 1. Brak wapnowania skutkuje zbitą strukturą gleby, nie przepuszczając wody, tworząc tym samym lokalnie zastoiska wodne i środowisko beztlenowe [Scottish Rural College, Aberdee].

Potrzeby wapnowania

Podstawą ustalenia dawki wapna jest analiza laboratoryjna. W tym celu należy pobrać reprezentatywną próbkę glebową z powierzchni nie większej niż 4 ha o zbliżonych warunkach przyrodniczych. Próbka taka musi być przygotowana poprzez zmieszanie co najmniej 20 próbek pierwotnych. Następnie na podstawie wyników laboratoryjnych możemy dobrać odpowiednią dawkę i rodzaj nawozu. Określono, że dawkę wapna wyznacza się na podstawie ustalonych dla danej gleby klasy potrzeb wapnowania z uwzględnieniem pH i kategorii gleby (tab. 2).

Tabela 2. Dawka wapna w zależności od kategorii agronomicznej i potrzeb wapnowania  (t CaO ha-1).

Potrzeby wapnowania Rodzaj gleby
Bardzo lekka lekka średnia ciężka
pH dawka pH dawka pH dawka pH dawka
Konieczne do 4,0 3,0 do 4,5 3,5 do 5,0 4,5 do 5,5 6,0
Potrzebne 4,1-4,5 2,0 4,6-5,0 2,5 5,1-5,5 3,0 5,6-6,0 3,0
Wskazane 4,6-5,0 1,0 5,1-5,5 1,5 5,6-6,0 1,7 6,1-6,5 2,0
Ograniczone 5,1-5,5 5,6-6,0 6,1-6,5 1,0 od 6,6 1,0
Zbędne od 5,6 od 6,1 od 6,6 od 7,1

 

Zalecane dawki

Dawka wapna zależy od odczynu oraz kategorii agronomicznej. Im niższe pH i cięższa gleba tym potrzeby wapnowania są wyższe. Zalecane jest stosowanie od 3 ton na gleby bardzo lekkie do 6 t CaO/ha na gleby ciężkie. Bezpieczniejsze jest dzielenie dawek i stosowanie od 1 do 2,5 t CaO/ha (czyli np. 2-5 ton/ha nawozu w formie węglanowej zawierającej 50% CaO) i uzupełnienie dawki za 2-3 lata. Należy pamiętać, że zalecana dawka wyrażona jest w tonach CaO na hektar. Ilość masy wysianego nawozu będzie zależała od jego procentowego składu. Na gleby lekkie zalecane są wyłącznie wolnodziałające nawozy węglanowe, natomiast na gleby średnie i ciężkie można stosować szybko działające wapno tlenkowe.

Każda kategoria gleby ma swój własny, optymalny dla niej zakres pH, który odpowiada klasie ograniczonych potrzeb wapnowania (tab. 3). Przekroczenie odczynu optymalnego jest równie, a nawet bardziej niekorzystne dla produktywności gleby niż zbyt wysoka kwasowość.

Przewapnowanie zmniejsza dostępność dla roślin fosforu i mikroelementów (poza molibdenem), przesusza glebę oraz prowadzi do nadmiernego przyspieszenia procesów mineralizacji glebowej materii organicznej. Skutkiem tych zmian jest spadek zawartości próchnicy i szybka degradacja gleby. Im gleba jest lżejsza, tym z natury bardziej kwaśna, a wapnowanie w nadmiarze jest bardziej szkodliwe. Zakwaszone gleby charakteryzują się niedoborem magnezu, stosowanie wapna z zawartością magnezu jest dobrą praktyką.

Podstawowe zasady wapnowania to:

  • nie przedawkować,
  • wykonać równomierny rozsiew rozdrobnionego wapna węglanowego i dobrze wymieszać je z glebą,
  • stosować pod przedplon rośliny o wyższych wymaganiach względem odczynu,
  • nie stosować w bliskim odstępie czasu z obornikiem i nie mieszać z nawozami mineralnymi.
Tabela 3. Potrzeby wapnowania gleb mineralnych
Ocena potrzeb wapnowania Kategoria agronomiczna gleb
bardzo lekkie lekkie średnie

pH w 1 mol KCl

Konieczne do 4,0 do 4,5 do 5,0
Potrzebne 4,1-4,5 4,6-5,0 5,1-5,5
Wskazane 4,6-5,0 5,1-5,5 5,6-6,0
Ograniczone* 5,1-5,5 5,6-6,0 6,1-6,5
Zbędne od 5,6 od 6,1 od 6,6

*optymalny zakres odczynu dla danej kategorii agronomicznej gleby

 

Wymagania roślin względem odczynu (pH) gleby

Na glebach kwaśnych uwalniają się do roztworu glebowego kationy glinu Al3+ i manganu Mn2+, które w nadmiarze są toksyczne dla wielu gatunków uprawianych roślin. Koncentracja i aktywność tych jonów jest największa przy pH<4,7, czyli na glebach bardzo kwaśnych. Toksyczność manganu dla roślin jest znacznie mniejsza niż toksyczność glinu. Podobny spadek plonu powoduje kilka, kilkanaście razy większa zawartość aktywnej formy Mn, w porównaniu do toksycznej ilości glinu. W miarę wzrostu pH jony Al3+ tworzą w roztworze glebowym różnorodne, nierozpuszczalne kompleksy i ich dostępność dla roślin zmniejsza się. Przy pH >5,8 dominują formy obojętne. Krytycznym miejscem toksycznego działania jest strefa korzeniowa. Glin niemal natychmiast hamuje syntezę DNA i wzrost korzeni. Jest antagonistą wapnia i magnezu i skutecznie zmniejsza ich pobieranie. Obniża również pobieranie jonów azotanowych na korzyść amonowych. Nadmiar glinu skutkuje zaburzeniami przebiegu wielu procesów biochemicznych u roślin i spadkiem plonu. Aktywny chemicznie glin jest szczególnie szkodliwy dla jęczmienia, pszenicy, buraków, gorczycy i koniczyny, mangan dla koniczyny i lucerny (wg IUNG-PIB).

Tabela 3. Wrażliwość roślin na zakwaszenie
Podatność Optymalny odczyn Gatunek
Silnie wrażliwe 6,0-7,5 Jęczmień, pszenica ozima, rzepak, kukurydza, burak cukrowy, burak pastewny, gorczyca, burak ćwikłowy, bobik, koniczyna, nostrzyk, lucerna, soja, kapusta pastewna, kapusta biała, konopie, mak, cebula, szpinak, czosnek, seler, sałata, wiśnia, czereśnia i śliwa.
Średnio wrażliwe 5,0-6,5 Żyto, owies, ziemniaki, brukiew, rzepa, groch, fasola, marchew, len, słonecznik, cykoria, tymotka, jabłoń, grusze, agrest, porzeczki, malina, poziomka, ogórki i pomidory.
Mało wrażliwe poniżej 5,0 Gryka, łubin żółty, seradela, tytoń, rzodkiew, rzepa czarna, rabarbar.

 

Jony glinu są transportowane poza korzeń tylko w niewielkich ilościach, dlatego objawy toksycznego działania tego metalu na częściach nadziemnych roślin są trudne do identyfikacji z powodu małej ich specyficzności. Można zauważyć nienaturalną, ciemnozieloną barwę liści, purpurowe zabarwienie łodyg i żyłek liści (podobnie jak w przypadku deficytu fosforu), karlenie, zwijanie i opadanie młodych liści, czy zamieranie wierzchołków wzrostu. Objawy nadmiaru występują głównie na korzeniach roślin. Korzenie są grube, krótkie, kruche, brązowe (mogą obumierać), znacznie zredukowana jest ilość korzeni bocznych i włosków korzeniowych.

 

ph gleby
Fot. 2. Po prawej uszkodzone wysokim stężeniem glinu korzenie jęczmienia; po lewej, podniesienie odczynu powyżej pHKCl 5,3 (pHCa jest o 0,2 wyższe niż pHKCl) zniwelowało toksyczny wpływ glinu na korzenie (www.soilquality.org.au).

Reakcją pszenicy i jęczmienia, roślin najbardziej wrażliwych na nadmierne stężenie glinu, jest słabe krzewienie, a nawet całkowite zahamowanie tej fazy rozwoju, zasychanie dolnych liści, częste wypadanie roślin z łanu. Duże stężenie glinu w glebie może doprowadzić nawet do zupełnego braku roślin w polu.

Mangan w przeciwieństwie do glinu jest bardzo szybko transportowany do części nadziemnych, dlatego objawy toksyczności tego metalu w pierwszej kolejności są widoczne na częściach nadziemnych roślin. Najbardziej charakterystyczny symptom – dystrybucja ciemnych plamek w różnych miejscach blaszki liściowej. W przypadku młodych tkanek najczęstszym objawem nadmiaru manganu jest marszczenie lub fałdowanie się blaszki liściowej młodych liści. Nie wolno więc dopuszczać do nadmiernego zakwaszenia gleb na polach i po prostu regularnie sprawdzać ich pH.

Podsumowanie

Niewłaściwe pH gleby obniża efektywność wykorzystania przez roślinę azotu i innych składników pokarmowych, a także stosowania środków ochrony roślin. Nawet na glebach o uregulowanym odczynie zachodzą straty wapnia z gleby na drodze wymywania i/lub wynoszenia z plonem roślin. Dlatego pH gleb należy regularnie kontrolować, a w razie potrzeby stosować nawozy wapniowe zgodnie z zaleceniami stacji chemiczno-rolniczych. Najlepszym sposobem regulacji pH gleby jest wapnowanie. Dodatkowymi zabiegami agrotechnicznymi w tym celu mogą być działania takie jak: stosowanie nawozów organicznych, nawozów fosforowych, siarczanu wapnia, a w szczególności polecane są nawozy zawierające magnez.

 

Skomentuj. Jesteśmy ciekawi Twojej opinii!