Wapnowanie lekarstwem na całe zło

Ponad 90 proc. gleb w Polsce wytworzonych jest na kwaśnych skałach naniesionych przez lodowce. Na nich następuje intensywne wymywanie składników zasadowych, zwłaszcza w obszarach o większej rocznej sumie opadów.

Wymywanie składników pokarmowych

Na zakwaszenie gleb w Polsce wpływają warunki naturalne oraz działalność człowieka. Zasadniczym czynnikiem prowadzącym do zakwaszenia gleb jest woda nasycona dwutlenkiem węgla. Rozpuszcza ona niektóre składniki pokarmowe, rozpoczynając w ten sposób proces ich wymywania. W pierwszej kolejności wymyciu podlegają jony występujące w roztworze glebowym. Węglan wapnia pod wpływem dwutlenku węgla zawartego w wodzie przekształca się w łatwo rozpuszczający się wodorowęglan wapnia Ca(HCO3)2. Kolejnym etapem procesu zakwaszenia gleb jest wypieranie z kompleksu sorpcyjnego kationów zasadowych (Ca2+, Mg2+, K+), które są zastępowane przez wodór. Mechanizm ten powoduje, że odczyn gleby staje się coraz bardziej kwaśny.

Mniej wapnia to więcej metali ciężkich

Od wielu lat udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych w Polsce przekracza średnio 50 proc. powierzchni użytków rolnych. Zakwaszenie gleb i brak wapnowania jest najważniejszym czynnikiem przyczyniającym się do degradacji gleb w Polsce. Według badań Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, gleby bardzo kwaśne i kwaśne stanowią około 56 proc. Malejące zużycie CaO począwszy od 1995 do 2013 roku stanowi poważne zagrożenie ekologicznych i plonotwórczych właściwości środowiska glebowego. Zużycie wapna nawozowego kształtuje się w granicach 40 kg CaO/ha użytków rolnych. Zjawisko to będzie się nasilało, także w miarę malejącego nawożenia organicznego (obornika, nawozu zielonego, kompostu).
Z rolniczego punktu widzenia skutki zakwaszenia gleb są niezwykle ważne. Należy do nich głównie:
— zmniejszenie przyswajalności składników pokarmowych roślin, zwłaszcza fosforu, magnezu czy molibdenu,
— zwiększenie ruchliwości składników, które stają się niebezpieczne w większych ilościach, przede wszystkim metali ciężkich oraz glinu ruchomego. Nagromadzenie metali ciężkich w glebie, zwłaszcza kadmu i ołowiu może doprowadzić do ich nadmiernej koncentracji w roślinach. Ich wysoka zawartość dyskwalifikuje rośliny z przeznaczeniem do konsumpcji.

Wykorzystanie potencjału gleby

Odpowiedni odczyn gleby (pH) jest bez wątpienia jednym z ważniejszych czynników decydujących o prawidłowym odżywianiu się roślin. Pozwala również na wykorzystanie przez rośliny naturalnej zasobności gleby w składniki pokarmowe oraz poprawia jej strukturę. Wszystko to korzystnie wpływa nie tylko na rozwój systemu korzeniowego, lecz także na zdolność gleby do zatrzymywania wody, oraz umożliwia prawidłowy rozwój mikroorganizmów glebowych. Pozwala na efektywne wykorzystanie zastosowanych nawozów, czyli uzyskanie wysokiego plonu roślin o dobrej jakości.

Próchnica z wapniem tworzy związki mniej rozpuszczalne w wodzie, co przeciwdziała ich wypłukiwaniu do głębszych warstw. Cementują one gruzełki i uodparniają je na działanie wody. Jest to bardzo korzystne i pożądane na glebach ciężkich. Gleba taka, przy znacznej wilgotności nie zlepia się, wysuszona nie twardnieje, nie tworzy na swojej powierzchni skorupy, w związku czym jest łatwiejsza w uprawie.

Wapnowanie jest więc zabiegiem podnoszącym żyzność gleb kwaśnych umożliwiającym skuteczne stosowanie innych zabiegów agrotechnicznych. Nieodpowiednia, za niska kwasowość gleby związana z deficytem wapnia powoduje ujawnienie się toksyczności glinu dla roślin (pH poniżej 5,5). Konieczne jest w krótkim czasie wyeliminowanie odczynu gleb poniżej pH 4,8, świadczącego o nasileniu procesów degradacji tych gleb, skutkujących silnym ograniczeniem zasadniczych funkcji gleb, w tym także zanieczyszczeniem płodów rolnych szkodliwym glinem i metalami ciężkimi.

Lepsze pobieranie azotu i lepsza jego dostępność

Wapnowanie gleby sprzyja rozwojowi pożytecznych mikroorganizmów glebowych, które szybciej przetwarzają resztki pożniwne na materię organiczną. Wapnowanie nie tylko wpływa na zwiększenie aktywności pożytecznych mikroorganizmów, ale także na zmniejszenie w niej ilości różnych szkodliwych dla rozwoju roślin grzybów i pasożytów, wzmocnienie rośliny oraz ochronę jej przed różnymi chorobami, nadmiernym zachwaszczeniem (większość chwastów lepiej rozwija się na glebach kwaśnych). Wapnowanie wpływa na przyspieszenie rozkładu substancji organicznej oraz na przyspieszenie procesu nitryfikacji (prowadzony przez bakterie nitryfikacyjne proces utleniania amoniaku i soli amonowych do mniej szkodliwego azotanu, red.), które najefektywniej przebiegają, gdy odczyn jest słabo kwaśny lub obojętny. Wapnowanie przyczyniając się do lepszej przewiewności gleb przeciwdziała bardzo niekorzystnym procesom denitryfikacji, które prowadzą do strat azotu. Ponadto przyczynia się do lepszego pobierania przez rośliny azotu w formie amonowej.

Najbardziej efektywne wykorzystanie azotu jest, gdy pH wynosi 7,0. Natomiast w miarę obniżania się tej wartości spada jego dostępność dla roślin, nawet poniżej 50 proc. dla pH 5,0. Fosfor w glebie występuje głównie w postaci fosforanów żelaza, glinu, wapnia i magnezu oraz częściowo w związkach organicznych, które w odczynie kwaśnym są trudno rozpuszczalne. Podwyższenie pH powoduje stopniowe uruchomienie przyswajalnego fosforu, a tym samym zwiększenie jego wykorzystania z nawozów, jak również gleby. Największa efektywność uzyskuje się przy pH 7,0.

Uwaga na potas, można go regulować

Wapnowanie modyfikuje także pobieranie potasu. W warunkach gleb kwaśnych i słabo zaopatrywanych w wapń, nawet niewielkie przekroczenie zapotrzebowania roślin na potas powoduje znaczący wzrost pobierania tego składnika. Nadmiar potasu jest niekorzystny w uprawie roślin pastewnych (na pasze). Stosunek Ca:K w glebach bardzo lekkich i lekkich oraz kwaśnych glebach średnich jest bardzo wąski, to znaczy, że występuje tam niemal zawsze względny nadmiar potasu w stosunku do wapnia. Dopiero po zastosowaniu dużych dawek wapnia stosunek ten zbliża się do wartości optymalnej dla prawidłowego rozwoju roślin. Dlatego też nie należy nadmiernie nawozić upraw potasem na glebach lekkich, a zwłaszcza o nieuregulowanym odczynie.

Lepiej przyswajalne makroelementy

Gleba o uregulowanym pH magazynuje większe ilości składników pokarmowych w formach przyswajalnych dla roślin (sorpcja). Dla rozwoju roślin niezbędne są takie makroelementy jak: azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka, żelazo, bor, cynk, mangan, miedz, molibden. Wszystkie te składniki pobierane są przez korzenie z roztworu glebowego, w którym są rozpuszczone (dostępne dla roślin, przyswajalne). Rozpuszczalność składników pokarmowych w roztworze glebowym zależy w dużym stopniu od odczynu gleby.

Wrażliwość roślin na brak wapnia

Rośliny uprawiane na glebach kwaśnych nie tylko dają niższe plony, ale są również gorszej jakości. I tak, ziemniaki uprawiane na glebie bardzo kwaśnej mają słabszą zdolność kiełkowania, kwiaty koniczyny wytwarzają mało nektaru dla pszczół, a w paszy zmniejsza się zawartość mineralnych składników pokarmowych. Zbiory z łąk kwaśnych zawierają mało białka.

Do grupy roślin silnie reagujących na zakwaszenie gleby należą: (optymalne pH 6,0-7,5) pszenica, jęczmień, kukurydza, rzepak, gorczyca, buraki, bobik, lucerna, koniczyna, nostrzyk, wyka, soja, kapusta, konopie, mak, cebula, szpinak, czosnek, seler, sałata, wiśnia, czereśnia, śliwa.

Do grupy roślin mniej wrażliwych na zakwaszenie gleby należą: (optymalne pH 5,0-6,5) żyto, owies, ziemniaki, brukiew, rzepa, groch, fasola, marchew, len, słonecznik, cykoria, tymotka, jabłoń, grusze, agrest, porzeczki, malina, ogórki, pomidory, poziomka.
Do grupy roślin mało wrażliwych na zakwaszenie gleby należą: (optymalne pH < 5,0) gryka, łubin żółty, seradela, tytoń, rzodkiew, rzepa czarna, rabarbar.

Skutki braku wapnia w roślinie są bardzo poważne. W takich sytuacjach dochodzi do zwiększonej przepuszczalności tkanek i zaburzeń podstawowych funkcji komórkowych. Niedobór jest widoczny na młodszych częściach roślin i objawia się na korzeniach (słabo wykształcone, cieniutkie, powyginane i często zwinięte) i łodyżkach liściowych (przybierają pokrój haczykowaty, a żyłki przybierają barwę jasnobrązową).

Wapń jest niezbędnym składnikiem do życia roślin, wchodząc w skład błon komórkowych i tkanki mechanicznej — wzmacnia je. Przy braku wapnia następuje rozpad komórek i błon cytoplazmatycznych. Ściany komórkowe spełniają w roślinie funkcję układu szkieletowego, zwapnienie ich przyczynia się do wzrostu odporności komórek na infekcje. Wapń wywiera także dodatni wpływ na kiełkowanie pyłku i wydłużanie się łagiewki pyłkowej.

Pojemność wodna i działanie nawozów

Bez wapnowania na masową skalę nie będzie można efektywnie wpłynąć na poprawę struktury gleby i na jej pojemność wodną. Efektywne przeciwdziałanie okresowym niedoborom wody, powodowanym brakiem opadów poprzez poprawę struktury gleby, bez uwzględnienia wapnowania jest praktycznie niemożliwe.
O skuteczności, a właściwie szybkości działania nawozów do odkwaszania gleby decyduje forma nawozu. Zdecydowanie szybciej działać będą nawozy bardziej rozdrobnione oraz te zawierające więcej wapnia, a przede wszystkim magnezu. Odkwaszające właściwości „wapna” znacznie szybciej będą zauważalne, jeśli nawóz zostanie wymieszany z glebą, co ułatwi jego rozpuszczanie się w wodzie w niej zawartej. Dlatego wapnowanie przeprowadzamy późnym latem i jesienią, gdy wykonuje się zabiegi agrotechniczne umożliwiające wymieszanie nawozu z wierzchnią warstwą gleby (podorywki, orki, kultywatorowanie). W uprawie roślin wieloletnich, a zwłaszcza sadowniczych, efektywność wapnowania jest mocno ograniczona poprzez konieczność stosowania „wapna” jedynie powierzchniowo. W tym przypadku nawozy do odkwaszania gleb należy stosować jesienią, tak aby do wiosny zdążyły przeniknąć do głębszych warstw gleby wraz z wodą opadową. Warto również pamiętać, by nie wapnować gleb świeżo nawożonych nawozami naturalnymi, na przykład obornikiem, bowiem może to prowadzić do trwałego uszkodzenia roślin, zwłaszcza młodych.

mgr inż. Barbara Skowronek, Warmińsko-Mazurski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Olsztynie
rolniczeabc@rolniczebac.pl