Słów kilka o regulacji odczynu na TUZ

Po cyklu artykułów dotyczących nawożenia roślin uprawnych w tym miesiącu podejmę problem stosowania nawozów odkwaszających na trwałych użytkach zielonych (TUZ). Duża różnorodność TUZ, związana nie tylko z szatą roślinną, lecz także z genezą i właściwościami gleb sprawia, że zgłębienie tematu wymagałoby całego cyklu artykułów. Dlatego trochę asekuracyjnie stwierdzę, że ograniczę się do spraw najważniejszych.

W Polsce występuje dość duże zróżnicowanie regionalne pod względem potrzeb wapnowania łąk i pastwisk. Z badań monitorujących stan gleb pod trwałymi użytkami zielonymi wynika, że ponad 60% gleb mineralnych to stanowiska o odczynie kwaśnym i lekko kwaśnym, natomiast w grupie gleb organicznych dominują gleby o odczynie lekko kwaśnym. Największy odsetek gleb mineralnych i organicznych wymagających wapnowania występuje w województwie pomorskim. Najlepiej pod tym względem prezentują się województwa wielkopolskie i kujawsko-pomorskie.

Przyczyny zakwaszenia

Na wstępie przypomnijmy sobie dlaczego gleby trwałych użytków zielonych się zakwaszają. Sprawa wcale nie jest prosta, gdyż jest to proces naturalny, niemniej indukowany także przez działalność rolnika (ryc. 1).

Rycina 1. Źródła zakwaszenia użytków zielonych (opracowano na podstawie Grzebisz, Goliński, Potarzycki 2014)

Pierwszą grupę, naturalnych czynników stanowią:

1. utleniane (mineralizacja) związków węgla, azotu i siarki z resztek roślinnych, których na łąkach i pastwiskach jest przecież zdecydowanie więcej niż na gruntach ornych;
2. wietrzenie minerałów glebowych (bez większego znaczenia);
3. opad atmosferyczny, który z jednej strony jest źródłem protonów (pH wody opadowej waha się w przedziale od 5,50 – 5,65; odczyn kwaśny) z drugiej przyczynia się do wymycia jonów o charakterze zasadowym, w tym wapnia i magnezu do głębszych warstw profilu glebowego.

Rolnik, poprzez swoją działalność także stymuluje procesy zakwaszania:

1. wprowadzając do gleby nawozy naturalne, których mineralizacja zawsze wiąże się z uwalnianiem protonów oraz kwasów organicznych;
2. stosując nawozy azotowe fizjologicznie kwaśne (siarczan amonu, saletra amonowa, mocznik);
3. produkując pasze – następuje wyniesienie kationów zasadowych z plonem runi (bez względu na system użytkowania);
4. pośrednio (nie zawsze świadomie) przyczyniając się do wtórnego opadu związków siarki i azotu na powierzchnię użytku, choć powiedzmy szczerze, akurat nie rolnik jest głównym sprawcą problemów związanych z zanieczyszczeniem atmosfery;

Podsumowując ten wątek – zakwaszanie trwałych użytków zielonych jest zjawiskiem normalnym, którego intensywność wprawdzie może być różna, lecz proces ten zachodzi zawsze.

Skutki zakwaszenia gleby czyli dlaczego wapnować

Wizualna ocena skutków zakwaszania gleby na trwałym użytku zielonym jest możliwa w sytuacji gdy problem z odczynem jest już bardzo poważny. Dochodzi wówczas do wypadania z runi najbardziej produktywnych gatunków, wrażliwych na niski odczyn. Wypadanie to ma często charakter placowy. Problem ten wiąże się głównie z roślinami bobowatymi (dawniej motylkowymi) takimi jak koniczyna i lucerna, choć może dotyczyć także niektórych traw. Generalnie jednak trawy wykazują większą tolerancję na zakwaszenie (tab. 1). W miejsce grupy roślin wrażliwych pojawiają się gatunki obce i chwasty. Dochodzi do zmniejszenia produktywności siedliska, w skrajnych przypadkach na terenach pagórkowatych może dojść do powstania lub pogłębienia erozji.

Tabela 1

Wprawny rolnik dostrzeże także objawy niedoboru fosforu, które pojawiają się na glebach kwaśnych niezależnie od gatunku, zawsze w postaci fioletowych (antocyjanowych) przebarwień. Myślę, że to nie wymaga dalszego komentarza. Proszę jednak pamiętać, że na użytku z pozoru funkcjonującym normalnie może dochodzić do niekorzystnych zmian, zarówno w środowisku glebowym jak i w samej roślinie, których wykrycie możliwe jest tylko w laboratorium. O jakich zmianach myślę? Chodzi o pogorszenie jakości runi związane z mniejszym pobieraniem pożądanych kationów (wapnia, magnezu, potasu) oraz anionów molibdenowego i fosforanowego, w których miejsce rośliny akumulują większe ilości glinu, manganu, a na terenach narażonych na zanieczyszczenia także metale ciężkie. Przypomnę tylko, że rozpuszczalność związków kadmu, ołowiu czy miedzi jest zdecydowanie większa w środowisku kwaśnym. Innym problemem jest ograniczenie aktywności mikroorganizmów glebowych, nie tylko tych współżyjących z roślinami bobowatymi w wiązaniu azotu, lecz także wolno-żyjących, które wykonują ogromną pracę w udostępnianiu składników mineralnych dla roślin oraz w tworzeniu specyficznej materii organicznej – procesach poprawiających naturalną żyzność gleb. Ponadto w glebach o niskim odczynie dochodzi do pogorszenia struktury gleby, która w przypadku łąk i pastwisk, ze względu na ograniczone możliwości ingerencji fizycznej w profil glebowy jest szczególnie ważna, gdyż decyduje o warunkach wodno-powietrznych siedliska. Wapń wprowadzony do gleby z nawozami odkwaszającymi stanowi lepiszcze dla agregatów glebowych, w ten sposób przyczyniając się do tworzenia odpowiedniej struktury. I na koniec chyba najważniejsze: skutkiem zakwaszenia jest zawsze uruchomienie się toksycznych związków glinu, które uszkadzają system korzeniowy roślin (patrz rycina 2), przy czym wrażliwość składników runi na toksyczność glinu jest zróżnicowana (tab. 2). O konsekwencjach, z szacunku dla Czytelników, nie będę pisał…. Dodam jednak, że współczesne podejście do wapnowania trawiastych trwałych użytków zielonych zakłada nie tyle całkowite zobojętnienie gleby, co właśnie likwidację toksycznego działania kationów Al³⁺, a to oznacza doprowadzenie gleby do odczynu na poziomie pH w 1M KCl 5,5 – 6,0.

Rycina 2. Wpływ toksycznego glinu na rozwój systemu korzeniowego (opracowano na podstawie http://soilquality.org.au/factsheets/soil-acidity)

Tabela 2

Cele i zadania wapnowania

1. Gleby ekstremalnie kwaśne (pH < 4,1; w CaCl₂)

Stanowisko takie należy traktować jako zdegradowane. W tych warunkach nie ma mowy o produkcji paszy, lecz o przywróceniu podstawowych funkcji gleby. W takich stanowiskach zalecane dawki nawozów są bardzo duże, często niemożliwe do jednokrotnego zastosowania. To oznacza, że proces odkwaszania należy rozłożyć na kilka sezonów wegetacyjnych;

2. Gleby bardzo kwaśne (pH 4,1 – 5,0; w CaCl₂)

Stosowanie nawozów odkwaszających ma na celu w pierwszej kolejności ograniczenie aktywności toksycznych związków glinu oraz manganu, a także poprawę przyswajalności fosforu i molibdenu. Generalnie celem wapnowania jest doprowadzenie gleby przynajmniej do pH = 5,5. Możliwym rozwiązaniem jest także podsiew traw tolerujących kwaśny odczyn gleby.

3. Gleby kwaśne (pH 5,1 – 5,8; w CaCl₂)

Jest to zakres odpowiedni dla traw dominujących na glebach organicznych. W tych warunkach toksyczność glinu nie jest już problemem. Jednak, zwłaszcza w stanowiskach mineralnych, cały czas istnieje problem dostępności fosforu i molibdenu (składniki bardzo ważne dla roślin bobowatych), a także magnezu. Gdy uwzględnimy jeszcze wymagania drobnoustrojów względem odczynu mamy gotową odpowiedź dlaczego w tych stanowiskach wypadają gatunki wymagające.

4. Gleby słabo kwaśne (pH 5,9 – 6,5; w CaCl₂)

W takim glebach istnieją zazwyczaj optymalne warunki wzrostu nie tylko dla wysoce produktywnych traw, lecz także bobowatych. Celem wapnowania jest poprawa efektywności azotu i/lub zwiększenie dostępności pozostałych makroskładników z nawozów i zasobów glebowych. Należy jednak zapamiętać, że przekroczenie podanego wyżej zakresu pH może spowodować ograniczenie pobierania większości mikroelementów.

Jak ustalić dawkę nawozu odkwaszającego na TUZ?

Jak zaznaczyłem wcześniej wnikliwa obserwacja użytku pod kontem zmian odczynu jest ważna, lecz nie wystarczy. Konieczna jest analiza chemiczna, która pozwoli na dokładne zdiagnozowanie potrzeb wapnowania. Profilaktycznie ocenę taką warto wykonać raz na 4 lata. W Polsce dawki nawozu odkwaszającego wylicza się na podstawie pomiaru odczynu (w 1M KCl), odnosząc oznaczone wartości do norm opracowanych przez Stacje Chemiczno-Rolnicze, co prezentuje poniższa tabela.

Tabela 3

Możliwe jest także określenie potrzeb wapnowania na podstawie ilości zbieranej/spasanej runi oraz sumy opadów w sezonie wegetacyjnym, tak jak robi się to w krajach o dużej tradycji gospodarki na trwałych użytkach zielonych (Australia, Nowa Zelandia). Zakłada się, że w warunkach dużej wilgotności zwiększa się wymycie kationów zasadowych (w tym Ca²⁺) i jednocześnie następuje większe wyniesienie składników z plonem. W obliczeniach należy uwzględnić jednak nie tylko plon, lecz także skład gatunkowy roślin, ze względu na różną akumulację wapnia przez poszczególne gatunki. Wyliczona w ten sposób tzw. dawka kompensacyjna wapna może być wysiewana co roku, ewentualnie dawki roczne mogą być sumowane i stosowane co klika lat. Szczegółowe dane na temat znajdzie Czytelnik w książce autorstwa specjalistów z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu (Grzebisz W., Gliński P., Potarzycki J. „Nawożenie użytków zielonych”).

Ostatni krok czyli dobór nawozu

Dobór nawozu na trwałe użytki zielone (TUZ) jest zadaniem szczególnie ważnym ale i trudnym. Zastosowany nawóz musi bowiem charakteryzować się względnie dużą reaktywnością i zdolnością przemieszczania się w profilu glebowym, ze względu na brak możliwości wymieszania nawozu z glebą. Po drugie przy wyborze konieczne jest uwzględnienie specyfiki zbiorowiska, wynikającej z warunków glebowych. Trzecim ważnym aspektem jest skład chemiczny nawozu. O ile to możliwe warto poszukiwać produktów zawierających w swoim składzie nie tylko związki wapnia, lecz także magnezu i innych składników (molibdenu).

Przykładowo grądy, których udział w użytkach zielonych w Polsce jest największy i wynosi około 40%, powstają wyłącznie na gruntach mineralnych i charakteryzują się niską produktywnością pierwotną. Jedną z przyczyn jest praktycznie brak zasilania przez wody gruntowe oraz zwykle niski odczyn gleby (naturalny zakres mieści się w granicach 4,0 – 5,5). W takich stanowiskach dobrze sprawdzają się nawozy tlenkowo-węglanowe (o zróżnicowanej szybkości działania) lub węglanowe ale o dużej reaktywności. W stanowiskach o dużej wilgotności wybór formulacji chemicznej nawozu ma mniejsze znaczenie.

Na trwałych użytkach rolnych bardzo dobrym rozwiązaniem może być zastosowanie kredy nawozowej. Nawozy tego typu po rozsiewie, nawet przy niewielkim opadzie, tworzą zawiesinę, która systematycznie przenika w głąb profilu glebowego, powodując stopniową neutralizację zakwaszenia gleby. Kreda ma małą gęstość objętościową czyli dużą porowatość i nasiąkliwość, przez co posiada dużą chłonność wody. W sprzyjających warunkach szybkość odkwaszania jest zdecydowanie większa niż klasycznych węglanów wapnia. W ofercie firmy Luvena znajduje się granulowany nawóz odkwaszający „typu kreda” o dużej rozpuszczalności, który idealnie nadaje się do odkwaszania łąk i pastwisk. Dużym atutem nawozu jest forma fizyczna, która znaczenie ułatwia wysiew. W sytuacji, gdy chodzi o stabilizację odczynu, ewentualnie wzbogacenie gleby w wapń i magnez, warto rozważyć zastosowanie Luboplonu nawozu wapniowo-magnezowego. Argumentem za systematycznym stosowaniem tego nawozu na użytkach zielonych jest bardzo duże zapotrzebowanie roślin bobowatych na wapń. Tym bardziej, że przecież obecność tej grupy roślin w runi jest ważnym kryterium oceny jakości użytku.

Istotnym elementem strategii nawożenia TUZ jest termin wapnowania. Zabieg ten zdecydowanie najlepiej wykonać po zbiorze ostatniego pokosu. Alternatywnie możliwy jest także wiosenny termin (po ustąpieniu wody zalewowej), lecz ze względu na duże uwilgotnienie użytku do późnej wiosny często regulacja odczynu jest trudna do wykonania. Teoretycznie możliwe jest też wapnowanie zimą ale tylko przy małych opadach deszczu i śniegu.