Temat może Czytelnika już na wstępnie zastanawiać, ponieważ przez wiele lat utarło się, że wapnowanie to podnoszenie odczynu gleby – jednego z podstawowych, ważnych i mało docenianych parametrów określających właściwość gleby. Parametru szczególnie ważnego w okresie, gdy w trakcie pisania tych słów ceny nawozów mineralnych są wysokie, a rynek bardzo zmienny. Tym bardziej producenci owoców powinni w pierwszej kolejności zadbać o pH gleby, aby zapewnić dobre warunki pobierania składników pokarmowych przez korzenie roślin.
Wapń to kluczowy pierwiastek, który decyduje o jakości, jędrności i trwałości owoców w obrocie
Piętą achillesową naszego rodzimego ogrodnictwa jest dostępność Ca2+ w glebie dla roślin. Wapń to kluczowy pierwiastek, który decyduje o jakości, jędrności i trwałości owoców w obrocie. W tym aspekcie najczęściej myślimy o dostarczaniu wapnia poprzez pokwitnieniowe nawożenie dolistne lub aplikację saletry wapniowej poprzez fertygację. I tu zwracam uwagę Szanownego Czytelnika, że temat wapnia i jego wpływu na roślinę oraz na jakość i trwałość plonu jest znacząco szerszy i bardziej złożony niźli kilka zabiegów dolistnych czy poprzez fertygację. Absolutnie nie umniejszam tu roli tych form dokarmiania. Chcę jednak zwrócić uwagę na fundamenty jakości i wielkości plonu, czyli na zawartość w glebie dostępnego wapnia dla roślin, bo to jest podstawa i wysokich, i jędrnych, i trwałych w obrocie owoców. Dopiero na tych to fundamentach budujemy dalsze nawożenie, w tym fertygację i nawożenie dolistne.
Co to jest pH gleby i na co ma wpływ?
Odczyn gleby to jej właściwość wyrażona przez stosunek stężenia jonów wodorowych H+ w roztworze glebowym. Od tego stosunku zależy, czy gleba ma odczyn kwaśny, czy zasadowy, co decyduje o jej innych właściwościach. W celu ułatwienia obliczeń duński chemik Soren Sorensen w 1909 r. wprowadził do powszechnego użytkowania skalę pH. Definiuje on, iż pH to ujemny logarytm (pH = –log H+) ze stężenia jonów wodorowych, mieszczący się w zakresie od 0 do 14, gdzie pH=7 to odczyn obojętny, pH >7 to odczyn alkaliczny, a pH<7 to odczyn kwaśny. Zazwyczaj odczyn gleb uprawnych waha się w granicach od pH 4 do 8,5. Odczyn gleby ma ogromny wpływ na jej właściwości, kondycję i parametry. Z kolei o samym odczynie gleby decyduje bufor glebowy, który zależy od klasy agronomicznej gleby i zawartości próchnicy. Aby zwiększyć pH o jedną jednostkę na glebach cięższych, o wyższej zawartości próchnicy, należy wprowadzić większą ilość jonów wodorotlenowych – czyli w praktyce ilość tlenku wapnia (CaO) wyższą niż na glebę lżejszą, o niższej zawartości próchnicy. Dlatego aby móc prawidłowo podejść do dalszych zagadnień związanych z regulowaniem odczynu i dostarczaniem Ca2+ do kompleksu sorpcyjnego, w pierwszej kolejności należy ocenić właśnie klasę agronomiczną gleby. Kategoria agronomiczna gleby to cecha jakościowa wyznaczona na podstawie grupy granulometrycznej lub udziału cząstek o średnicy <0,02 mm (tabela 1).
Jakie są przyczyny zakwaszenia gleb?
A więc jeśli wiemy, że pH to parametr określający stężenie jonów wodorowych (H+) w glebie, to skąd się on właśnie w glebie bierze? Pytanie to można zadać inaczej: dlaczego gleby uprawne się zakwaszają?
Odpowiedzi na to pytanie można udzielić dwojako.
- Po pierwsze – źródło kwasowości gleb leży w czynnikach naturalnych, niezależnych od człowieka.
- Po drugie – źródłem może być też grupa czynników antropologicznych, czyli wywołanych działalnością człowieka.
Zakwaszenie gleb jest skutkiem procesów akumulacji kationów wodoru w glebie. Dzieje się tak, gdy gleba nie jest w stanie we własnym zakresie neutralizować jonów wodorowych, a zwiększenie ich stężenia w roztworze glebowym obserwujemy poprzez spadek pH.
Do najważniejszych, naturalnych czynników sprzyjających zakwaszaniu gleb możemy zaliczyć:
- wymywanie kationów (szczególnie Ca2+ i Mg2+),
- pobieranie kationów przez rośliny,
- utlenianie azotu,
- oddychanie korzeni (wzrost CO2 w glebie)
- oraz mineralizację materii organicznej w glebie.
Do czynników antropologicznych zalicza się:
- stosowanie nawozów zakwaszających glebę
- oraz kwaśne deszcze.
- Dodam, że nie mniejszy skutek wzrostu zakwaszenia gleby ma "grzech zaniechania" polegający na niekontrolowaniu odczynu gleby, niewykonywaniu chemicznych analiz, co może skutkować brakiem wapnowania i regulacji odczynu gleby.
Postawmy sobie jeszcze jedno pytanie: skąd się w glebie bierze dwutlenek węgla? Możliwości są dwie: z materii organicznej gleby, o którą dba każdy rolnik, oraz w wyniku oddychania korzeni – procesu prowadzącego do dostarczania CO2 bezpośrednio do gleby. Wpływ dwutlenku węgla na wzrost kwasowości gleby obrazuje reakcja: CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-.
Rolnik, aby osiągnąć przyzwoity plon, dostarcza do gleby różne nawozy. Dlatego bardzo ważna jest znajomość podstawowych właściwości aktualnie stosowanego nawozu oraz jego wpływu na odczyn gleby – czy wybrany produkt będzie glebę zakwaszał, będzie miał na nią wpływ neutralny czy alkalizujący (tabela 2).
Szczególną rolę na wzrost zakwaszenia gleby ma powszechne stosowanie nawozów azotowych zawierających azotan amonu (NO3NH4), czyli popularnej saletry amonowej: NH4++2O2 ⇒ NO3- + 2H+ + H2O. A więc jeśli do gleby wnosimy z nawozem mineralnym 1 kg azotanu amonu, to w celu równowagi zakwaszenia powinniśmy wnieść 2 kg CaO. Czy o tym pamiętamy?
Do wzrostu zakwaszenia gleb przyczynia się również siarka. Jest ona dostarczana m.in. wraz z nawozami, szczególnie siarczanem potasu czy siarczanem magnezu – powszechnie stasowanymi na plantacjach roślin jagodowych zamiast form chlorkowych (chlorku potasu lub rzadziej chlorku magnezu). A więc wapnowanie to zabieg niezbędny do równoważenia skutków zakwaszenia wywołanego przez stosowanie nawozów mineralnych (tabela 3).
Wpływ odczynu gleby na gospodarkę i dostępność składników pokarmowych dla roślin.
Kwestią niezwykle istotną, a w momencie drastycznego wzrostu cen nawozów mineralnych – najistotniejszą z punktu widzenia ekonomii gospodarstwa, jest wpływ odczynu gleby na gospodarkę i dostępność składników pokarmowych dla roślin. W glebach o nieuregulowanym odczynie dostępność pierwiastków dla roślin jest mniejsza, co skutkuje podniesieniem dawki nawozu mineralnego. Zaś w czasach szukania oszczędności, ekonomicznego zarządzania nawożeniem ważne jest ograniczanie, a nie zwiększanie stosowania nawozów mineralnych. Dlatego odczyn gleby ma tutaj kluczowe znaczenie. I można by powiedzieć, że regularne kontrolowanie pH gleby, odpowiednie wapnowanie jest podstawą do określenia dawki nawozów oraz racjonalnego ich używania. Jest to aspekt bardzo ważny i by rzec dokładnie – podstawowy, a nade wszystko może być źródłem oszczędności w naszym gospodarstwie. Dlatego jeśli nie znamy odczynu gleby, nie planujemy i nie przeprowadzany wapnowania, to skazujemy się na problemy uprawowe i wyższe koszty nawożenia roślin. Przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny w zależności od pH obrazuje rysunek.
Jak widać na grafice, najbardziej optymalnym odczynem gleby zapewniającym przyswajanie wszystkich makro- i mikroelementów jest odczyn pH 6,5–7,2 (dla pH oznaczanego w roztworze wodnym) lub 6,0–7,0 (dla pH oznaczanego w 1-molowym roztworze KCl). Skąd wynikają te różnice, omówię za chwilę.
Problematyczny fosfor
Chciałbym na moment zatrzymać się przy fosforze, bardzo ważnym makroelemencie w uprawie roślin. Fosforze, który jest problematyczny, ponieważ jego dostępność dla roślin jest tylko przy bardzo wąskim zakresie pH. Fosfor w glebie może występować w związkach mineralnych lub organicznych, ale aby był dostępny dla roślin ze związków organicznych, musi przejść procesy mineralizacji do form nieorganicznych. Dostępnymi dla roślin formami fosforu są:
- H2PO42–
- oraz HPO42–.
Na glebach kwaśnych fosfor wiązany jest z glinem (AlPO4 × 2H2O) lub żelazem (FePO4 × H2O). Zaś na glebach o odczynie alkalicznym, o pH powyżej 8, fosfor wchodzi w związki z wapniem – Ca3(PO4)2 – i staje się dla roślin niedostępny z powodu słabej rozpuszczalności fosforanów.
Z tego powodu odczyn gleby powinien być regulowany precyzyjnie, na podstawie aktualnych wyników chemicznej analizy gleby. Zdaniem ekspertów, aby zapewnić optymalną dostępność fosforu dla roślin, najpierw powinno się wykonać analizę gleby, uregulować jej odczyn, a dopiero później zaplanować nawożenie fosforem. To bardzo ważne, ponieważ przy takiej kolejności postępowania, a nie odwrotnej, przy optymalnym odczynie gleby może się okazać, że aplikacja nawozów fosforowych będzie konieczna w mniejszej ilości niż początkowo było to zakładane. To przekłada się na realne oszczędności w gospodarstwie.
Diagnostyka stopnia zakwaszenia gleb
Pierwszą metodą diagnostyczną oceny zakwaszenia gleby jest metoda wizualna, czyli ocena wzrostu i rozwoju roślin, które w niższym pH mogą rozwijać się słabiej, dawać mniejsze plony. Ta metoda obarczona jest dużym ryzykiem popełnienia błędu i sam fakt słabszego wzrostu i rozwoju roślin nie powinien być wskazaniem do wapnowania gleby, a tym bardziej do określania dawki nawozów. Osłabienie wzrostu roślin może być bowiem powodowane wieloma czynnikami, takimi jak patogeny, szkodniki, warunki atmosferyczne, działanie człowieka i in.
Czasem w ocenie wizualnej pomocne jest zestawienie pewnych zjawisk występujących na plantacji. Jeśli przykładowo zauważymy fioletowe przebarwienia liści, zaś temperatura gleby wynosi np. ponad 10°C, a w analizie chemicznej odczyn gleby zostanie określony jako kwaśny, to w pierwszej kolejności należy uregulować pH gleby, a następnie zastosować nawozy wapniowe i powtórzyć analizę gleby. Na jej podstawie, przy uregulowanym odczynie gleby, można dopiero ustalić dawki nawozów fosforowych lub zastosować dolistnie łatwo pobierane formy fosforu.
Innym przykładem oceny wizualnej plantacji jest ocena występowania tzw. roślin wskaźnikowych. Obecność na plantacji takich gatunków, jak:
- czerwiec roczny,
- sporek polny,
- rdest,
- skrzyp,
- szczaw zwyczajny,
- fiołek trójbarwny,
- a także rumian polny,
- kostrzewa owcza,
- rzodkiew świrzepa,
- orlica pospolita czy mech, może świadczyć o kwaśnym odczynie gleby.
Z kolei roślinami wskaźnikowych dla gleb zasadowych są:
- chaber driakiewnik,
- czyściec prosty,
- dymnica drobnokwiatowa,
- jaskier polny,
- mak,
- nostrzyk żółty,
- przytulia trójnożna czy rumianek pospolity.
Obecność specyficznych chwastów na plantacji powinna być przesłanką do wykonania analizy gleby i na tej podstawie określenia potrzeb wapnowania gleby.
Jako ciekawostkę przytoczę tu dane literaturowe, które podają iż na glebach kwaśnych słabsze jest działanie substancji aktywnych herbicydów. A co za tym idzie niskie pH przyczynić się może do zachwaszczenia pola czy plantacji. A z tego zaś wynikają zwiększone koszty przeznaczane na ochronę herbicydową lub dodatkowe zabiegi odchwaszczania plantacji.
Badania gleby w OSChR
Najlepiej i najdokładniej odczyn gleby można zbadać w wyspecjalizowanym laboratorium. Osobiście rekomenduję Okręgowe Stacje Chemiczno-Rolnicze (OSChR) podległe pod MRiRW (aktualne dane teleadresowe do każdej z 17 OSChR można znaleźć w Internecie), z których sam od lat korzystam. Mimo iż istnieją możliwości przeprowadzenia kontroli odczynu bezpośrednio na polu za pomocą kwasomierza Helliga lub różnego rodzaju pH-metrów (bardzo duży wybór modeli i typów), to w mojej ocenie sugerowałbym kontrolę polową traktować sugestywnie i na jej podstawie określić potrzebę pobrania próbek gleby i wysłania ich do OSChR. Badania w laboratorium obarczone są statystycznie mniejszym prawdopodobieństwem wystąpienia błędów. A w razie wątpliwości można skontaktować się z laboratorium i poprosić, aby wynik powtórzono.
Oddając próbki do laboratorium, można oczywiście zlecić jedynie analizę odczynu gleby. Zachęcam jednak, aby wybrać analizę gleby pod kątem makroelementów, która obejmuje również badanie odczynu gleby. Oddając próbkę do OSChR i informując, że została pobrana z uprawy roślin sadowniczych, z automatu wykonane zostaną badania metodą Egnera-Riehma dla P i K – w tej analizie odczyn gleby oznacza się w 1-molowym roztworze KCl. Koszt zbadania jednej próbki to około 15 zł.
Jeśli chcemy poznać szerszy zakres pierwiastków i przede wszystkim w dostępnych dla roślin formach, można zlecić analizę gleby metodą ogrodniczą, która powszechnie jest wykorzystywana w uprawie warzyw, ale jest też rekomendowana w przypadku plantacji jagodowych.
W analizie gleby metodą ogrodniczą oznacza się w roztworze glebowym pierwiastki dostępne dla roślin, takie jak:
- azot,
- fosfor,
- potas,
- magnez,
- wapń,
- czasem chlor i sód,
- oraz określa zasolenie gleby i jej odczyn.
Ale tu uwaga, bo w przeciwieństwie do oznaczania pH w metodzie sadowniczej (w 1-molowym roztworze KCl), w metodzie ogrodniczej pH jest oznaczane w roztworze wody destylowanej. A tu zachodzą pewne różnice i ocena odczynu jest w innym zakresie. Dlatego nim przystąpimy do obliczania dawek nawozu wapniowego, upewnijmy się, jaką metodą jest oznaczane pH.
Analizując tabelę 4., można zauważyć, że w zależności od wybranej metody oznaczania pH, wynik odczytu kwasowości gleby różni się nawet o pół punktu. To jest dość dużo i może mieć kluczowe znaczenie przy obliczaniu dawki wapna, wyborze nawozu wapniowego i wyznaczaniu terminu jego aplikacji. Jeśli źle dokonamy oceny, to dalsze kalkulacje co do dawki będą również obarczone błędem.
Już teraz zapraszam Drogiego Czytelnika do lektury dalszej części artykułu (w kolejnym numerze "Sadu Nowoczesnego"). Zajmiemy się tam drugim obliczem wapnia, czyli jego wpływem na kompleks sorpcyjny, wymienną pojemność kationową (CEC), wpływem wapnia na kondycję i strukturę gleby oraz wyznaczeniem dawek i wyborem nawozu wapniowego. n
