Zrozumienie i korygowanie kwasowości gleby.

Zrozumienie i korygowanie kwasowości gleby.

Kwasowość gleby bardzo szybko staje się dużym problemem w naszym kraju. Udział gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych przekracza 65% i są to gleby, na których stosowanie nawozów odkwaszających jest konieczne i potrzebne. Stosowanie nawet prawidłowej agrotechniki i odpowiedniego nawożenia mineralnego, nie gwarantuje uzyskania wysokich plonów większości gatunków roślin.
Kwaśne gleby stwarzają problemy produkcyjne poprzez ograniczenie dostępności niektórych składników odżywczych niezbędnych do prawidłowego rozwoju roślin. Odczyn gleby zmniejszając się poniżej wartości optymalnej dla danego pierwiastka, prowadzi do szybkiego spadku jego efektywności plonotwórczej.
Także dużym problemem, staje się zwiększenie w roztworze glebowym stężenia toksycznych pierwiastków, takich jak glin i mangan, jednej z głównych przyczyn niskiego plonowania roślin na glebach kwaśnych.
Glin może być skoncentrowany na tyle, aby ograniczyć lub całkowicie zatrzymać rozwój korzeni. W rezultacie rośliny nie wchłaniają wody i składników odżywczych, wzrost jest zahamowany, a rośliny wykazują objawy niedoboru składników odżywczych (zwłaszcza fosforu). Toksyczny poziom manganu, zakłóca normalne procesy wzrostu w częściach nadziemnych roślin, wpływa na zmianę koloru i ogranicza plenność rośliny.

Co powoduje zakwaszenie gleby?

Niejednokrotnie zastanawiamy się nad przyczyną zakwaszenia gleby. Główny wpływ na zakwaszenie roztworu glebowego odgrywa jon wodoru i to on zakwasza glebę. Im więcej go w roztworze glebowym i kompleksie sorpcyjnym, tym gleba jest kwaśniejsza. Natomiast przyczyną obecności jonów wodorowych w glebie jest dwutlenek węgla, który z wodą tworzy słabo zdysocjowany kwas węglowy; w miarę zobojętniania go przez kationy glebowe powstają nowe ilości H+ .
Źródłami dwutlenku węgla w glebie są: rozkład materii organicznej, oddychanie korzeni roślin oraz utlenianie azotu amonowego gleby i stosowanie nawozów azotowych.
Do innych, naturalnych źródeł jonów wodorowych w glebie, możemy zaliczyć: opady atmosferyczne i przemywanie gleby, kwaśny materiał pierwotny, z którego została wytworzona gleba, a także pobieranie kationów przez rośliny na potrzeby produkcyjne.
W trakcie rozkładu materii organicznej wytwarzane są jony wodoru (H+), które są odpowiedzialne za powstawanie kwasowości. Substancje organiczne zgromadzone w glebie, podlegają ciągłym przemianom, a powstały węgiel organiczny się utlenia. Wytworzony w tym procesie dwutlenek węgla, jako produkt mineralizacji, częściowo ulatnia się do atmosfery, a częściowo rozpuszcza w wodzie, produkując kwas węglowy.
W czasie oddychania, korzenie roślin wydalają bezpośrednio do gleby dwutlenek węgla, przy czym roślina otrzymuje niezbędną do życia energię, z której część wyzwalana jest w postaci ciepła, a część zostaje zmagazynowana w postaci energii chemicznej.
Kolejnym, bardzo poważnym źródłem jonów H+ jest utlenianie azotu amonowego zawartego w glebie. Ta forma azotu, została wprowadzana do gleby razem z nawozami organicznymi i resztkami pożniwnymi, a także w mineralnych nawozach azotowych. W wyniku mineralizacji organicznych związków azotu, pojawia się azot amonowy. Cześć azotu amonowego w procesie utleniania, czyli nitryfikacji przekształcana jest w formę azotanową i uwalniane są wolne jony H+.
Stosując nawozy azotowe wzmagamy intensywność zakwaszania gleb. W rezultacie, aby zrównoważyć zakwaszające działanie 1 kg N z nawozu mineralnego, należy zastosować 4 kg nawozu na bazie naturalnej kredy.
Planując racjonalnie nawożenie mineralne, możemy zapobiegać zakwaszaniu się gleby poprzez umiejętny dobór nawozów azotowych i wielkość dawek. Na glebach kwaśnych należy unikać nawozów, które dodatkowo obniżają pH. Takimi nawozami są: saletra amonowa, mocznik, siarczan amonu, które są bardzo popularne, ale ich wykorzystanie w rolnictwie powinno być ograniczone w praktyce do stosowania na glebach o odczynie zbliżonym do obojętnego lub roślin kwasolubnych.
Śmiało możemy powiedzieć, iż nawozy azotowe oprócz tego, że zwiększają kwasowość gleby, to również najczęściej przyczyniają się do zwiększenia plonów roślin, tym samym w dwojaki sposób przyczyniają się do obniżenia pH gleby.
W klimacie umiarkowanym wilgotnym, a więc w naszych warunkach klimatycznych, duża ilość opadów sprzyja powstawaniu kwaśnych gleb.
W czasie opadów atmosferycznych, wymywane są z kompleksu sorpcyjnego w głąb profilu glebowego podstawowe kationy (wapń, magnez, sód i potas), które przeciwdziałają kwasowości gleby. Zjawisko to, bardziej się nasila, zwłaszcza w regionach, gdzie występuje przewaga ruchu wody w głąb gleby nad podsiąkaniem od poziomu lustra wody gruntowej do warstwy ornej. Szczególnie duże wymywanie ma miejsce w okresie jesienno–zimowym, gdy gleba nie jest zamarznięta, a woda z opadów wnika w głąb profilu glebowego. Przy dużej ilości opadów następuje wypłukiwanie rozpuszczonych soli, co doprowadza do powstawania gleb ubogich, wyługowanych. Zmniejszenie zawartości kationów w wierzchniej warstwie gleby powoduje wzrost ilości jonów wodorowych, a tym samym zakwaszenie gleb.
Kwaśny materiał pierwotny.
Gleby, które zostały wytworzone z kwaśnych skał osadowych, są bardziej kwaśne niż te, które powstały z łupków i wapieni. Niestety, ponad 90 % gleb w Polsce zostało wytworzonych z kwaśnych skał osadowych
Pobieranie kationów przez rośliny na potrzeby produkcyjne.
Zbiór roślin wysoko wydajnych odgrywa istotną rolę w zwiększaniu kwasowości gleby. W czasie wzrostu rośliny pobierają i absorbują podstawowe składniki odżywcze, takie jak sole wapnia, magnezu i potasu w celu zaspokojenia swoich wymagań pokarmowych
U większości roślin uprawnych, doskonale sprawdza się zasada, im większy plon tym bardziej wyczerpana gleba. Kationy jak Ca++, Mg+, K+ wywożone są z pól razem z plonami, co w znacznym stopniu przyczynia się również do zakwaszenia gleb. Wapń i magnez, jako składniki pokarmowe są pobierane przez rośliny w ilościach ok. 70 kg CaO/ha i 15 kg MgO/ha.

Jak poprawić kwasowość gleby?

Kwasowość gleby można bardzo łatwo poprawić, wprowadzając do gleby materiały, które zneutralizują kwaśny odczyn. Najczęściej stosowany jest zabieg wapnowania za pomocą wapna rolniczego lub naturalnej kredy. Są to najbardziej ekonomiczne i stosunkowo łatwe do pozyskania produkty. Węglany są słabo rozpuszczalne w wodzie, dzięki czemu, tego typu nawozy są łatwe w przechowywaniu i aplikacji.
Reakcję wapna a dokładniej mówiąc węglanu wapnia w kwaśnej glebie, w dużym uproszczeniu, możemy opisać następująco: na powierzchni cząstki gleby znajdują się jony wodorowe (H). Gdy wapno rozpuści się w roztworze glebowym, wapń (Ca), przesunie się na powierzchnię cząstek gleby, neutralizując kwasowość, wypierając jon H+. Kwas reaguje z węglanem (CO3) i wytworzy się dwutlenek węgla (CO2) i woda (H2O). W rezultacie, gleba staje się mniej kwaśna (ma wyższe pH).

CaCO3 + 2H+ ↔ Ca2+ + ↑CO2 +H2O

Schemat nr 1.Jak wapno neutralizuje kwasowość gleby

Ile kredy jest potrzebne?
Wyznaczenie dawki wapna, określa się na podstawie aktualnego odczynu gleby i kategorii agronomicznej gleby. Podstawą stosowanej metody jest założenie, że każda gleba, ze względu na wielkość kompleksu sorpcyjnego, posiada tylko jej właściwy zakres optymalnego odczynu oraz zdolność do utrzymania względnie stałego pH, nie bacząc na działania czynników zakwaszających lub alkalizujących.
Właściwości buforowe gleb w zakresie zakwaszenia i alkalizacji należy również brać pod uwagę w trakcie ustalania dawki oraz doboru nawozu wapniowego.
Gleby ciężkie z uwagi na dużą pojemność kompleksu sorpcyjnego i duży stopień wysycenia tego kompleksu zasadami, posiadają znacznie większą zdolność buforową od gleb lekkich. Gleby lekkie mające ubogi kompleks sorpcyjny są słabo zbuforowane i łatwo zmieniają odczyn. W glebach ciężkich oraz próchnicznych proces ten przebiega powoli. Do osiągnięcia podobnego efektu trzeba użyć większej dawki substancji zakwaszającej lub alkalizującej.

Jak długo potrwa działanie wapna?

Aby nawóz neutralizujący kwasowość gleby mógł działać i skutecznie podnosił pH niezbędna jest woda do aktywacji reakcji odkwaszających. Nawóz działa powoli, gdy gleba jest bardzo sucha. Nawet przy odpowiedniej wilgotności gleby, może to potrwać rok lub więcej do zaobserwowania zmiany pH. Ponieważ neutralizacja rozpoczyna się od reakcji między glebą i cząstkami wapna, mieszając wapno z glebą zwiększamy wydajność neutralizowania kwasowości.
Im drobniejsza frakcja nawozu, tym szybciej będzie wchodził on w reakcję w roztworze glebowym. Drobno zmielone cząstki skały wapiennej lub bardzo drobne cząsteczki naturalnej kredy, mają większą powierzchnię dostępną dla reakcji. Wzrasta rozpuszczalność nawozu wapniowego, gdy wokół każdej cząstki gleby znajduje się kreda i szybko wchodzi w kontakt z bardzo małymi cząsteczkami gleby. Im drobniejszy materiał, tym większe pole powierzchni całkowitej, która jest dostępna dla kontaktu z glebą i dlatego szybciej neutralizuje jony H+ (zakładając oczywiście odpowiednie wymieszanie nawozu z glebą).
Utrzymanie korzystnego pH jest niezwykle ważne w zachowaniu żyzności gleby. Producenci rolni, zbyt często tracą plony, ignorując problemy kwasowości i niedobór wapna w glebie.
Maciej Gołębiewski