Odkwaszać czy stabilizować?!

Przed nami kolejny majowy weekend. Sezon wegetacyjny w pełni. Zakładam, że podstawowe potrzeby pokarmowe większości roślin są zaspokojone. Bieżąca aplikacja nawozów choć ważna, spełnia już tylko funkcje korygujące, a na dobrze rokujących plantacjach stymulujące. Pomijając pogłówne nawożenie azotem, w maju i/lub w czerwcu warto pamiętać o zastosowaniu: miedzi w pszenicy, manganu w jęczmieniu, cynku w kukurydzy i całego pakietu mikroelementów na plantacji buraków cukrowych. Niezależnie od uprawianego gatunku zawsze wskazane jest nawożenie magnezem. Skoro magnezem, to zwykle także i siarką, ponieważ większość produktów obecnych na rynku to przecież siarczany magnezu. Każdy z tych zabiegów oprócz kontroli specyficznych procesów fizjologicznych zwiększa efektywność azotu i odporność na stresy, w tym także abiotyczne wynikające z deficytu wody. W Poznaniu (gdzie mieszkam) w ubiegły piątek termometry pokazały +30^oC, co jak przypuszczam wywołało u mnie większą niż zwykle produkcję endorfin. Efekt: wpis na Facebooku o tym jak lubię takie kwietniowe dni. Reakcja znajomych: taki wpis może tylko zwielokrotnić frustrację branży agro. Prawda, nie pomyślałem. W tym kontekście kluczowe jest odpowiednie zaopatrzenie roślin w fosfor i potas, nie mniej – jak zaznaczyłem wcześniej – wymienione wyżej zabiegi związane z dolistną aplikacją składników mogą pomóc zestresowanym roślinom. Szczególnie chciałbym podkreślić rolę cynku w budowaniu rozległego systemu korzeniowego kukurydzy, co z pewnością zaprocentuje w późniejszych stadiach rozwojowych.

Skoro podstawowe nawożenie w tym sezonie jest już za nami, w tym miesiącu nie będziemy zajmować się żywieniem roślin, lecz skupimy się na glebie, co wcale nie oznacza, że pominiemy znaczenie niektórych składników mineralnych.

Temat odczynu wraca jak przysłowiowy bumerang. Niestety, zarówno dane statystyczne jak i rozmowy podczas spotkań z rolnikami wskazują, że problem nadal jest poważny. Powiem więcej – w zakresie udziału gleb bardzo kwaśnych pogłębia się (ryc. 1). Gleby wymagające odkwaszania stanowią w Polsce cięgle ponad 65% gruntów ornych.

Rycina 1. Udział profili w poszczególnych klasach odczynu w latach 1995-2015 (źródło: Monitoring Chemizmu Gleb Ornych Polski – IUNG 2017)

Pod tym względem najgorsza sytuacja występuje w województwie mazowieckim, choć szczególnej uwagi wymagając także województwa centralnej Polski i Podlasie (ryc. 2).

Rycina 2. Przestrzenne zróżnicowanie odczynu gleb (pH w 1MKCl) na podstawie statystyk dla województw (źródło: Monitoring Chemizmu Gleb Ornych Polski – IUNG 2017)

Wprawdzie, jak wynika z danych GUS, zużycie nawozów wapniowych wykazuje trend rosnący (ryc. 3), lecz dysproporcje między poszczególnymi regionami są wciąż bardzo duże. Na przykład w województwie Kujawsko-Pomorskim w sezonie wegetacyjnym 2016/17 zużycie nawozów wapniowych wynosiło 127 kg/ha (w czystym składniku). W tym samym okresie dla województwa małopolskiego uzyskano wartości 23, a na Mazowszu 32,7 kg/ha.

Rycina 3. Zużycie nawozów wapniowych w Polsce kg/ha w czystym składniku (źródło: GUS 2018)

Nawiązując do tytułu wpisu rozważymy dwa scenariusze. Pierwszy dotyczyć będzie stanowisk silnie zakwaszonych, zaniedbanych czyli takich, w których należy podjąć natychmiastowe działania. Drugi dotyczy gleb wymagających odkwaszania, lecz niekoniecznie w najbliższej perspektywie – powiemy wtedy o stabilizacji odczynu. Mówimy, piszemy wapnować choć należałoby powiedzieć odkwaszać. Zostawmy jednak ten spór językowy.

Na początku postawmy pytanie:

Po co wapnować?

Na tak postawione pytanie większość wskaże na poprawę warunków wzrostu rośliny. Gdyby jednak próbować dopytać o szczegóły, często pojawiają się problemy. Wiem coś o tym, zwłaszcza w okresie sesji egzaminacyjnej. Uważam, że przyjęcie każdego rozwiązania (także w rolnictwie) jest łatwiejsze, gdy uświadomimy sobie konsekwencje zaniedbań. Dlatego teraz nastąpi krótkie przypomnienie.

W środowisku kwaśnym u większości roślin uprawnych zdecydowanie gorzej funkcjonuje system korzeniowy. Przyczyn tego stanu rzeczy jest kilka:

1. Gleby kwaśne i silnie kwaśne charakteryzują się tym, że rozpuszczalność bardzo specyficznych związków glinu jest większa niż w środowisku obojętnym. Związki te są toksyczne dla młodych korzeni roślin. Następuje uszkadzania merystemów wierzchołkowych czyli komórek odpowiedzialnych za wzrost korzeni. Zamierają także włośniki. W efekcie roślina nie pobiera dostatecznych ilości wody i składników mineralnych. Nasza inwestycja, nawet w najlepsze nawozy, w tej sytuacji jest chybiona.
2. W zakwaszonych stanowiskach jest zwykle mniej wapnia. Z żywieniowego punktu widzenia powiemy (nie zawsze zdając sobie sprawę z konsekwencji), że roślina nawet w takich warunkach przeżyje. Pytanie tylko w jakim komforcie żywieniowym. Jest o tym mowa między innymi tutaj. Duże ilości wapnia potrzebne są natomiast do utrzymania (względnie poprawy) struktury gleby.
3. Cechą gleb kwaśnych jest silne uwstecznianie fosforu (tworzenie związków trudno rozpuszczalnych w wodzie), przez co stosowne nawozy fosforowe są mało efektywne. W tych warunkach wykorzystanie fosforu z nawozów może zmniejszyć się nawet do kilkunastu procent. Trudniej pobierane i wymywane są także potas, magnez, jony amonowy i azotany, a także molibden. W ten sposób najpierw „cierpią korzenie” a potem cała roślina. Inna sprawa, że odczyn lekko kwaśny jest optymalny dla przyswajania przez korzenie miedzi, cynku, żelaza i boru.
4. Jakże często nie doceniamy roli mikroorganizmów glebowych, które odpowiadają za szereg reakcji i procesów chemicznych zachodzących w glebie. Tymczasem kwaśny odczyn zmniejsza aktywność biologiczną gleby, ponieważ dla większości mikrobów pożądane jest pH w granicach 6-7. W przypadku roślin bobowatych bakterie żyjąc w symbiozie z roślinami przyczyniają się do wiązania azotu atmosferycznego, a mogą to robić tylko w warunkach uregulowanego odczynu.
5. W kwaśnym środowisku słabo rozwinięte korzenie nie penetrują dostatecznie podglebia, a to powoduje, że część składników przemieszcza się do wód gruntowych. Szczególne niebezpieczeństwo występuje w przypadku azotanów. Dla człowieka żyjącego z rolnictwa jest to problem natury ekonomicznej (tracony jest przecież azot, który mógłby wygenerować wymierny dochód), natomiast dla całej populacji jest to także problem ekologiczny. Mam przynajmniej taką nadzieję, że rzeczywiście całej populacji.

Dwa scenariusze

Scenariusz radykalny – decydujemy się na odkwaszanie gleby. Postępowanie takie z oczywistych względów jest konieczne w stanowiskach zdegradowanych (to zdarza się na przykład, w sytuacji gdy weźmiemy w dzierżawę glebę od lat nienawożoną). O innych przyczynach – z szacunku dla Czytelników – nie wspomnę. Jednak ten radykalny scenariusz wcale nie musi wynikać z wieloletnich zaniedbań. Pamiętajmy, że każda gleba się zakwasza, to normalne zjawisko. Wapnowanie jest przecież naturalną tego konsekwencją. Powiem więcej – podjęcie takiej decyzji w odniesieniu do stanowiska o pH wynoszącym na przykład 5,8-6,0 przed uprawą pszenżyta (zboża mało wrażliwego na umiarkowane zakwaszenie), a w kolejnym roku buraka cukrowego lub innej wymagającej rośliny, jest w pełni uzasadnione. W takim systemie wapnowania, zakładającym stopniową (rozłożoną w czasie) zmianę odczynu najlepiej sprawdzają się nawozy węglanowe. Dużą reaktywność wykazują nawozy typu kreda. Unikalność tej grupy nawozów polega na tym, że granula nawozowa w kontakcie z wodą tworzy zawiesinę, która przemieszcza się w profilu glebowym, powodując względnie szybką neutralizację zakwaszenia. Granula nawozowa oprócz wapnia zawiera także magnez – pierwiastek, którego niedobory w glebach lekkich i wymagających odkwaszania są powszechne.

Kolejny problem to prawidłowe wyliczenie dawki nawozu wapniowego. Zagadnienie to poruszałem już wielokrotnie. Zainteresowanych odsyłam do metody IUNG opisanej między innymi w opracowaniu Stosowanie nawozów z Lubonia mojego autorstwa (strony 17-20).

Scenariusz nakierowany na stabilizację odczynu – dotyczy przede wszystkim stanowisk wykazujących niewielkie zakwaszanie (dla gleb lekko kwaśnych zakres pH w 1M KCl waha się w przedziale 5,6 – 6,5), choć może wiązać się także z glebami obojętnymi jako działanie profilaktyczne. Istota działania związków stosowanych w tym systemie nawożenia polega na unieruchamianiu kationów glinu [Al³⁺ oraz Al(OH)²⁺ i Al(OH)⁺], których aktywność jest szczególnie duża w stanowiskach zakwaszonych. Spośród wymienionych jonów najbardziej niebezpieczny jest Al³⁺. Stąd tak często poruszana kwestia jego neutralizacji. Działaniem takim charakteryzują się siarczany wapnia i magnezu. Poniżej zamieszczono schemat mechanizmu działania siarczanu wapnia (ryc. 4).

Rycina 4. Mechanizm neutralizacji toksycznego glinu po wprowadzeniu do gleby siarczanu wapnia (gipsu) – schemat

Po wprowadzeniu do gleby tego związku powstaje siarczan glinu, który bierze udział w złożonych procesach prowadzących do łączenia się cząstek glebowych w większe twory zwane agregatami. Korzyść dla roślin jest dwojaka:

1. Poprawie ulega struktura gleby;
2. Kationy glinu są „uwikłane” w procesy glebowe (związane z koagulacją cząstek glebowych), a to oznacza, że w mniejszym stopniu uszkadzają korzenie roślin.

Chciałbym być dobrze zrozumiany. Siarczany wapnia i magnezu nie odkwaszają gleby, nie zastępują zabiegu wapnowania. Pozwalają jednak na uprawę roślin w stanowiskach o gorszej żyzności, której jednym z mierników jest odczyn. Dysponuję trzyletnimi badaniami w tym zakresie w nawożeniu ziemniaków (roślina tolerancyjna) i kukurydzy (roślina bardziej wymagająca względem odczynu) uprawianej w glebie zdegradowanej. W obu przypadkach potwierdzono dodatnie działanie plonotwórcze siarczanu wapnia. Jeśli decydujemy się na aplikację wymienionych związków chemicznych musimy pamiętać o żywieniowych funkcjach siarki oraz wapnia i/lub magnezu. W ofercie firmy Luvena w idee stabilizacji odczynu gleby idealnie wpisują się dwa produkty, a mianowicie: Luboplon wapniowo-magnezowy i Luboplon magnezowo-siarczanowy. Oba nawozy mogą być rekomendowane zarówno w glebach zakwaszonych jak i w obojętnych stanowiąc źródło składników dla roślin uprawnych. Drugi z aspektów działania wiąże się także z wpływem na gospodarkę azotem (ryc. 5).

Rycina 5. Wielokierunkowe działania wapnia i siarki na rośliny uprawne