EKSPERT RADZI
Wprowadzając do gleby nawozy mineralne oczekujemy dużej efektywności, to zrozumiałe. Poszczególne składniki wchodzą w interakcje, często bardzo złożone. W ostatnich latach – ze względów ekonomicznych – zwraca się szczególnie dużą uwagę na współdziałanie azotu z innymi składnikami. Warto jednak pamiętać o podstawowych właściwościach agrochemicznych, które (o ile są w optimum) czynią glebę stabilną czyli mało podatną na zmieniające się sezonowo działanie czynników środowiskowych. W tych warunkach plonotwórcze działanie stosowanych nawozów staje się efektywniejsze.
Z tego powodu w dzisiejszych rozważaniach podejdziemy do tematu wielokierunkowo. Zajmiemy się odczynem gleby – z tezą, że od odkwaszania gleb kwaśnych nie uciekniemy, lecz równie ważna jest stabilizacja odczynu. Wskażemy także na budowanie pojemności sorpcyjnej gleby i stabilność agregatów glebowych, nie tylko w kontekście magazynowania składników mineralnych, lecz także w szerszym wymiarze czyli poprawie właściwości wodno-powietrznych gleby.
Odczyn gleby – punkt wyjścia
Na temat wpływu odczynu gleby na jej funkcjonowanie napisano w poradach eksperta bardzo dużo. Najczęściej podnoszoną kwestią jest przyswajalność fosforu, która jest ściśle powiązana z odczynem gleby. Pamiętamy, że w glebach kwaśnych fosforany są silnie wiązane z kationami glinu i żelaza (czasem też manganu), a w zasadowych z wapniem, co znacznie zmniejsza efektywność tej grupy nawozów. Dlatego w przypadku fosforu dbanie o odczyn jest kluczowe, w tym znaczeniu, że nawet najmniejsze wahania pH gleby mają znaczenie. Nie znam innego pierwiastka, którego pobieranie jest tak silnie zależne od odczynu gleby. Stąd jasna rekomendacja – jeśli stwierdzimy niską zasobność w fosfor i odczyn w graniach 5,5 lub niższy, zawsze priorytetem musi być regulacja odczynu. Dopiero kolejnym krokiem jest uzupełnienie zasobów fosforu. Ważne, by w miarę możliwości zachować przynajmniej kilkutygodniowy odstęp między odkwaszaniem a aplikacją fosforu. Nie wolno łączyć obu zabiegów ze względu na możliwość uwstecznienia się świeżo wprowadzonych fosforanów z wapniem pochodzącym z nawozu odkwaszającego.
Poniżej zamieszczono przykład stanowiska z pszenżytem, na którym rolnik aplikował przed siewem fosfor, pogłównie azot. Mimo to wystąpiły zaburzenia wschodów, później krzewienia, pojawiły się także niedobory fosforu. Po zbadaniu próbek gleby okazało się, że odczyn na tym polu zawierał się w przedziale wyznaczonym dla gleb kwaśnych – fot.1.
Fotografia 1. Zaburzenia wzrostu pszenżyta – mimo aplikacji fosforu i azotu. Odczyn w obrębie pola w graniach 4,5 – 5,0 (pH w 1M KCl).
W tym samy gospodarstwie, na polu o zbliżonych parametrach, zasiano jęczmień jary i efekty w początkowym okresie wzrostu były podobne – fot. 2.
Fotografia 2. Zaburzenia wzrostu jęczmienia jarego. Odczyn w obrębie pola w graniach 4,5 – 5,0 (pH w 1M KCl).
W obu stanowiskach okresie strzelania w źdźbło zastosowano dokarmianie dolistne azotem, siarką, magnezem i mikroelementami. Na polu z pszenżytem uzyskany plon kształtował się znacznie poniżej potencjału plonotwórczego, lecz nie był dramatycznie niski. W przypadku jęczmienia jarego zebrano około 2 t/ha. W ten sposób nie tylko potwierdzono negatywny wpływ kwaśnego odczynu na w wzrost zbóż w kardynalnych stadiach rozwojowych, lecz także różną reakcję poszczególnych gatunków. Warto pamiętać, że najbardziej wrażliwy na zakwaszenie gleby jest jęczmień.
W tym miejscu jeszcze jedna dygresja – głównym (choć nie jedynym) problemem w glebach kwaśnych jest aktywność toksycznych kationów glinu uszkadzających system korzeniowy, zwłaszcza w strefach merystemów wzrostu i włośnikowej. Z danych literaturowych wynika, że jednym z mechanizmów obronnych rośliny jest zmiana składu chemicznego ryzosfery (strefy wokół korzenia). Jednak wymaga to odpowiedniego zaopatrzenia w siarkę i magnez oraz w niektóre mikroelementy (między innymi w mangan). Stąd w podanym wyżej opisie dolistna aplikacja siraczanu magnezu, mocznika i nawozu mikroelementowego. Wrócimy za chwilę do tego tematu.
Przyjrzyjmy się jeszcze dwóm przykładom z literatury (ryc. 1 i 2).
W pierwszym pokazano w jaki sposób zmienia się realizacja potencjału plonotwórczego pszenicy ozimej pod wpływem czynnika jakim jest odczyn gleby. Proszę zauważyć, że glebie kwaśnej jest to 50-60% możliwego plonu.
Na rycinie 2 zamieszczono reakcję kukurydzy na zastosowane dawki azotu mineralnego. Ten sam azot wprowadzony do gleby wywołał zupełnie inne efekty plonotwórcze, zależnie od tego jaki był aktualny odczyn gleby. Myślę, że uzasadnienie ekonomiczne nie jest konieczne.
Rycina 1. Reakcja plonotwórcza pszenicy ozimej na zmianę odczynu (1,0 = realizacja potencjału na poziomie 100%) – dane z wielolecia. Źródło: Holland i in. 2019
Rycina 2. Wpływ stosowanie wapna węglanowego na glebie o pH 4,9 (w 0,01M CaCl2). Źródło: Crusciol i in. 2021
Budowanie magazynu
Poszczególne gleby różnią się pod względem składu mechanicznego (część mineralna fazy stałej) oraz zawartości i jakości próchnicy (formy organiczne). Oba wymienione składniki fazy stałej składają się na tak zwaną pojemność sorpcyjną gleby (ryc. 3). Im więcej najdrobniejszych cząstek (frakcja iłowa, cząstki o średnicy ≤ 0,002 mm), tym więcej ładunków zdolnych do wiązania jonów. Dużo większą aktywność chemiczną wykazują kwasy huminowe i ich sole. Cząstki ilaste tworzą często kompleksy ze związkami próchnicznymi budując w ten sposób magazyn gleby i poprawiając jej strukturę. Problem polega jednak na tym, że skład mechaniczny gleby jest niezmienny, natomiast modyfikacja zasobów próchnicy jest możliwa, lecz w dłuższej perspektywie. Nie zwalnia to jednak producenta rolnego z systematycznej pracy nad poprawą bilansu materii organicznej gleby.
Substratami do powstania związków próchnicznych są między innymi resztki roślinne (znaczenie roślin bobowatych i ich mieszanek z trawami, ale także rzepaku i gorczycy), nawozy naturalne i organiczne. Dlatego nie do przecenienia jest rola nawozów zielonych oraz słomy pozostawianej na polu. Studenci, którzy wykonują prace inżynierskie pod moim kierunkiem, oparte o bilans składników mineralnych w gospodarstwach o różnych profilach, wiedzą doskonale, że słoma oprócz wymiennych funkcji próchnicotwórczych, to także źródło składników mineralnych, zwłaszcza potasu, o czym nie wszyscy pamiętają.
Rycina 3. Gleby o różnej pojemności sorpcyjnej można porównać do dwóch akumulatorów. Źródło rysunków: https://akumulatory.biz/sklep/akumulator-vipiemme-agm-start-stop-bm56c-12v-70ah-750a-p https://www.iparts.pl/czesc/akumulator-exide-eg1403,0-24-eg1403-1404482
Skoro ustaliliśmy już, że każda gleba ma określony potencjał do wiązania (sorbowania) jonów uwalnianych w procesach glebowych (często z udziałem mikroorganizmów) i z nawozów spróbujmy odpowiedzieć na pytanie czy ilość miejsc sorpcji kationów może mieć związek z odczynem gleby. Odpowiedź brzmi: tak. Wynika to z faktu, że w glebie poza ładunkami stałymi (występującymi zawsze) istnieją także te, które są zależne od odczynu. Proszę spojrzeć na rycinę 4, z której jasno wynika, że pojemność magazynu wzrasta w glebach obojętnych. W konsekwencji kationy nie „uciekają” do głębszych warstw profilu glebowego, często poza zasięg korzeni startujących roślin. Taka sytuacja miała miejsce w słabszych glebach tej wiosny.
Rycina 4. Wpływ odczynu gleby na ilość ładunków wiążących jony w glebie (pojemność sorpcyjną)
O stabilizacji odczynu i wapniu
Konieczność odkwaszania gleb silnie kwaśnych i kwaśnych jest poza dyskusją. Z rozmów z rolnikami wiem, że dość powszechne są pytania o to, co zrobić jeśli gleba jest lekko kwaśna (ewentualnie na granicy kwaśnej) i w danym roku nie jest już możliwe wapnowanie. Poszukując odpowiedzi zawsze na pierwszym miejscu należy rozważać wrażliwość poszczególnych gatunków, w przypadku kukurydzy także odmian. Załóżmy jednak, że uprawiamy gatunek umiarkowanie wrażliwy na zakwaszenie i celem jest stabilizacja odczynu. W tym miejscu pojawia się kolejne pytanie: po co to robić?
Jak zaznaczono wcześniej poza ograniczeniem dostępności większości makroskładników, głównym problemem gleb o pH zbliżonym do 5,5 (i niższym) jest toksyczność glinu. Kluczowe staje się więc, choćby przejściowe, związanie kationów Al3+ (i pochodnych). Można tego dokonać aplikując do gleby siarczany wapnia lub siarczany magnezu. Możliwe są dwa mechanizmy, które się nie wykluczają.
- Wprowadzając aniony siarczanowe (SO42-) stwarzamy warunki do wytrącenia się siarczanów glinu. W ten sposób glin zostaje przejściowo zneutralizowany, a to ogranicza negatywny wpływ tego pierwiastka na korzenie roślin. Sytuacja taka zdarzy się zarówno po wprowadzeniu siarczanu wapnia jak i magnezu.
- Udowodniono, że rośliny dobrze zaopatrzone w magnez intensywniej produkują kwasy organiczne, które wydalane przez system korzeniowy do gleby mogą trwale wiązać kationy glinu. Stąd, w stanowiskach podatnych na zakwaszenie i zakwaszonych, tak ważna jest odpowiednia podaż magnezu.
Wracając na chwilę do omówionego wyżej przykładu (fot. 1 i 2) łatwiej zrozumieć dlaczego zalecono stosowanie siarczanu magnezu. Ze względu na zaawansowaną fazę rozwojową zbóż musiała być to aplikacja dolistna.
Pamiętajmy, że każda gleba się zakwasza w wyniku naturalnych procesów glebowych oraz jako efekt stosowania nawozów (naturalnych, organicznych i mineralnych, zwłaszcza fizjologicznie kwaśnych). Zastanówmy się więc na koniec jak spowolnić ten proces lub jakie podjąć działania nakierowane na opóźnienie konieczności wykonania zabiegu odkwaszania.
Odpowiedzią jest zastosowanie nawozów zawierających wspomniane wcześniej siarczany wapnia i/lub siarczany magnezu. W ofercie firmy LUVENA warto zwrócić uwagę na dwa nawozy zawierające wymienione związki, a mianowicie LUBOPLON CAL-MAG i LUBOPLON MAG-MAKS.
Pierwszy z wymienionych nawozów zawiera siarczany wapnia i magnezu. W ten sposób realizowane są zarówno funkcje żywieniowe (dostarczenie wapnia, magnezu i siarki roślinom), jak pozytywnie oddziałujące na omawiane właściwości gleby. Tak więc, LUBOPLON CAL-MAG powinien być rekomendowany nie tylko w stanowiskach ubogich w magnez i wapń (co jest powszechne w Polsce), z myślą o roślinach uprawnych. Równie ważne jest ograniczenie problemów związanych z odczynem gleby. W poprzednich akapitach mowa była o kompleksach mineralno-organicznych budujących magazyn gleby. Swoistym lepiszczem w tych kompleksach jest wapń, co oznacza, że pierwiastek ten odpowiada także za pojemność sorpcyjną gleby i jej strukturę odniesioną do właściwości powietrzno-wodnych. Warto przypomnieć, że dyskusje na temat struktury gleby powróciły tej wiosny z dużą intensywnością. W kolejnym wpisie zajmiemy się przygotowaniem stanowiska pod rzepak ozimy. Nawiążemy do roli wapnia w żywieniu tej rośliny.
Drugi z wspomnianych nawozów – LUBOPLON MAG-MAKS – to źródło kationów magnezowych i anionów siarczanowych. Poza tym produkt ten świetnie sprawdzi się w walce z toksycznym glinem (patrz drugi w wymienionych mechanizmów i ryc. 5).
Rycina 5. Rola magnezu w indukowaniu reakcji roślin na obecność toksycznego glinu w ryzosferze (schemat); źródło: Potarzycki
