Konieczność wapnowania gleby

Na proces ciągłego zakwaszania się gleb oddziałują czynniki przyrodnicze(naturalne) oraz czynniki będące efektem działań człowieka. W czasie, gdy kształtowały się gleby na terenie Polski, mieliśmy do czynienia ze zjawiskiem zlodowaceń – nasuwania się i cofania na nasze ziemie lądolodu. Spuścizną po lodowcach jest silne wypłukanie z naszych gleb kationów zasadowych (głównie wapnia i magnezu). Obecnie w strefie klimatu umiarkowanego mamy do czynienia z podobnym zjawiskiem. Ilość opadów atmosferycznych przeważa nad parowaniem (ewapotranspiracją) wody z gleby. Zjawisko to w sposób naturalny prowadzi do wymywania wspomnianych już kationów zasadowych. Szczególnie silnie oddziałują na zakwaszanie się gleby opady w okresie jesienno-zimowym. Dodatkowo jesienią i zimą sytuację pogarsza zjawisko polegające na zwiększaniu się rozpuszczalności CO₂ w wodzie glebowej w temperaturach panujących w tym okresie.

Do naturalnego zakwaszania się gleby przyczyniają się także same rośliny. Pobierając kationy, wydzielają do gleby równoważną ilość jonów H⁺. Zakwaszaniu się gleby sprzyjają także naturalne przemiany substancji organicznej oraz siarki i azotu. Poza procesami naturalnymi, które są nieuchronne, to człowiek swoją działalnością silnie i negatywnie oddziałuje na odczyn gleby. Intensywna działalność przemysłowa powoduje wzrost zawartości w atmosferze tlenków azotu, amoniaku oraz tlenków siarki. Związki te, opadając na glebę, powodują stałe jej zakwaszanie. Mimo znacznego ograniczenia emisji związków siarki do atmosfery degradacja gleb pod wpływem wcześniejszych emisji jest zauważalna i w wielu przypadkach trwała.

Kolejnym ważnym czynnikiem antropogenicznym wpływającym na zakwaszenie gleby w naszym kraju było stosowanie wysokich dawek nawozów azotowych oraz potasowych. Obecnie, mimo ograniczenia ilości wnoszonych składników pokarmowych z nawozami mineralnymi, nawożenie znacznie przyczynia się do zakwaszenia gleby.

Ponadto w ostatnich latach doszło do niekorzystnego zjawiska– rozszerzenia proporcji wniesionego azotu w stosunku do potasu i fosforu, co dodatkowo pogłębia degradację gleby (zubożenie w składniki pokarmowe oraz zakwaszenie).Problem zakwaszenia gleby dotyczy nie tylko obszarów objętych produkcją rolniczą, lecz także ogrodniczą. W przypadku sadów i innych upraw trwałych mamy do czynienia z bezorkowym utrzymaniem gleby. W takim przypadku w rzędach drzew, pod ugorem herbicydowym, dochodzi szybko do wypłukania i wyczerpania przez rośliny kationów zasadowych. Jeżeli wykonujemy głęboką orkę (oczywiście w uprawach rolniczych), zapobiegamy częściowo tym samym wymywaniu kationów (przede wszystkim wapnia), zakwaszanie się gleby przy uprawie orkowej zachodzi zauważalnie wolniej. W sadach z murawą w międzyrzędziu trawa pełni rolę podobną do orki.

Rośliny rosnące w murawie pobierają kationy z głębszych warstw gleby, a my, kosząc murawę, częściowo przywracamy składniki pokarmowe wierzchniej warstwie gleby. Proces zakwaszania się gleby pod ugorem herbicydowym zachodzi znacznie szybciej niż pod murawą. Bardzo silnie oddziałujemy na odczyn gleby także poprzez stosowanie nawozów (fizjologicznie kwaśnych). Silnie zakwaszają glebę nawozy zawierające azot w formie amonowej i amidowej. Najsilniej jednak zakwasza glebę siarczan amonu, w drugiej kolejności mocznik, saletrzak i salmag (za Wójcikiem 2009). Natomiast saletra wapniowa wykazuje działanie przeciwne do nawozów wymienionych wcześniej.

Niski odczyn gleby silnie ogranicza możliwości uzyskiwania wysokich plonów, o wysokich parametrach jakościowych, mimo prawidłowej agrotechniki i nawożenia. Gleby silnie zakwaszone nie tworzą struktury gruzełkowatej, co wpływa na zachwianie równowagi pomiędzy fazą ciekłą a gazową gleby. Gleby kwaśne stają się zlewne, mało przewiewne i zimne. Ponadto następuje w nich spadek aktywności mikroorganizmów glebowych, skutkujący stopniową degradacją fazy żywej gleby. W glebach kwaśnych ograniczona jest przyswajalność podstawowych składników pokarmowych: N, P, Mg, Ca, K oraz Mo. Może występować także zjawisko toksyczności jonów niektórych metali, głównie glinu oraz czasami manganu. Przy niskim odczynie gleby oraz w warunkach niskiej zawartości substancji organicznej może dochodzić także do szybkiego wymywania niektórych pierwiastków, np. boru i molibdenu.

Stan zakwaszenia gleby jest określany całkowitą ilością jonów o charakterze kwaśnym (H⁺ oraz Al3⁺). W obrębie kwasowości gleby wyróżniamy kwasowość hydrolityczną (wszystkie jony o charakterze kwaśnym, nawet najsilniej związane z glebą), wymienną (jony o charakterze kwaśnym zawarte w kompleksie sorpcyjnym i roztworze glebowym) oraz czynną (ilość jonów H⁺ w roztworze glebowym, która jest znikomą częścią jonów kwaśnych zawartych w glebie, gdyż większość jonów kwaśnych jest zaabsorbowana w kompleksie sorpcyjnym gleby). Odczyn gleby jest ściśle związany z ilością jonów H⁺ w roztworze glebowym, czyli z kwasowością czynną. Możemy go określić metodą kolorymetryczną (proste kwasomierze) lub potencjometryczną (przy użyciu elektronicznego pH-metru). Badanie pH gleby przy użyciu pH-metrów można prowadzić w wyciągu wodnym z gleby lub w roztworze 1 M KCl. Wyniki pomiarów pH gleby prowadzone w KCl są 0,5 do 1 jednostki pH mniejsze w porównaniu z pomiarami prowadzonymi w wyciągach wodnych. Pamiętajmy jednak, że w celu określenia dawek nawozów wapniowych należy zbadać kwasowośćhydrolityczną.

Wapń jako składnik pokarmowy występuje w naszych glebach na w miarę optymalnym poziomie. Wapnowanie gleby ma służyć w większej mierze zmianie jej odczynu i doprowadzić do poprawy jej właściwości fizykochemicznych oraz biologicznych. Badając odczyn gleby w specjalistycznym laboratorium warto również określić tak zwaną krzywą neutralizacji. Możemy z niej odczytać, jak dana gleba reaguje na wapnowanie oraz jaką dawkę nawozu wapniowego należy zastosować, aby doprowadzić odczyn gleby do zamierzonego przez nas – odpowiadającego wymaganiom danej uprawy. Praktycznie każdy wapnuje glebę przed założeniem sadu. Wydaje się, że zasady stosowania nawozów wapniowych w tym czasie są powszechnie znane i przestrzegane.

Dzięki opisanym na początku tekstu zjawiskom nawet najlepiej przygotowane przed założeniem sadu gleby zakwaszają się. Szybciej proces ten zachodzi jednak na glebach lżejszych, wolniej natomiast na glebach cięższych. Dlatego na glebach lżejszych konieczne jest zwykle przeprowadzanie wapnowania co trzy lata. Gleby cięższe wapnujemy rzadziej, zwykle raz na 4 lata. Dawki nawozów wapniowych w sadach wynoszą od 500 do 2500 kg CaO na hektar sadu. Zależą bowiem od kategorii agronomicznej gleby oraz od jej wyjściowego pH. Dawki nawozów wapniowych wspomniane wcześniej powinny teoretycznie podnieść pH gleby i utrzymać je powyżej 5,5 przez 3–4 lata. Szybkość zmiany pH gleby jest wypadkową kilku czynników. Stopień reakcji gleby na wapnowanie zależy od wymieszania nawozu z glebą, rodzaju nawozu (forma węglanowa, forma tlenkowa, wiek skał, z których przygotowany jest nawóz), stopnia rozdrobnienia nawozu oraz wilgotności samej gleby.

Duże jednorazowe dawki nawozów wapniowych mogą doprowadzić do czasowego nadmiernego podniesienia odczynu gleby, szczególnie w jej powierzchniowej warstwie. W konsekwencji może dojść do chwilowych niedoborów żelaza i manganu oraz wzrostu ilości przyswajalnego molibdenu, a także ograniczenia pobierania boru. Czasami warto podzielić dawkę nawozów wapniowych, która wydaje się wysoka, na dwie i stosować wapnowanie rok po roku. Dobrym rozwiązaniem jest coroczne stosowanie niewysokich dawek nawozów wapniowych. Należy doprowadzić pH gleby w sadzie do optymalnego odczynu i stosować w kolejnych latach niewielkie – 200 do 300 kg CaO/ha – dawki nawozów wapniowych. Takie podejście do zagadnienia wapnowania gwarantuje utrzymanie zamierzonego odczynu gleby na w miarę wyrównanym poziomie. Oczywiście postępując w wyżej opisany sposób, również co 3–4 sezony powinniśmy sprawdzić odczyn gleby i ewentualnie skorygować coroczne dawki CaO.

Marcin Oleszczak