EKSPERT RADZI

Wapń – nie tylko dla gleby


W produkcji roślinnej wapń kojarzony jest zwykle z odkwaszaniem gleb, choć zdolności odkwaszające posiadają także związki magnezu. O tym, że regulacja odczynu gleby musi być pierwszym krokiem w przygotowaniu strategii nawożenia napisano i powiedziano już bardzo dużo. Mimo to ciągle ponad 65% polskich gleb wymaga interwencji w tym zakresie. Powstaje jednak pytanie o wskazania do aplikacji wapnia (nie wapna) w stanowiskach o uregulowanym odczynie, gdzie nie ma podstaw do wykonania wapnowania. Tym problemem zajmiemy się dzisiaj.

Dla gleby

Niezależnie od tego z jakim utworem glebowym mamy do czynienia, znaczenie wapnia jest zawsze takie samo. Pierwiastek ten jest odpowiedzialny na strukturę gleby, ponieważ wiąże (skleja) koloidy glebowe w większe cząstki, zwane agregatami. Gleboznawcy za najbardziej pożądaną uznają strukturę gruzełkową. Poszczególne gruzełki mają kształt zbliżony do kulistego, są trwałe, a pod naciskiem siły zewnętrznej rozpadają się na mniejsze cząstki. Co ważne, gruzełki są porowate, a to znaczy, że posiadają mikroskopijne przestrzenie, w których zależnie od warunków znajduje się powietrze lub woda. Zatem wapń przyczyniając się do tworzenia odpowiedniej struktury poprawia warunki powietrzno-wodne w glebie. Pamiętajmy, że korzenie roślin oprócz pobierania wody i składników mineralnych także oddychają. Ma to szczególnie duże znaczenie w przypadku aktywnego pobierania niektórych jonów.

W Polsce przeważają gleby przepuszczalne, piaszczyste z natury ubogie w związki wapnia. Z tej grupy wyłączyć trzeba rędziny występujące na południu kraju. Generalnie na tle Europy zasoby wapnia w polskich glebach użytkowanych rolniczo są niewielkie. Wystarczy spojrzeć na zamieszczoną poniżej mapę i zwrócić uwagę na obszary zaznaczone kolorem niebieskim (ryc. 1).

Rycina 1. Całkowita zawartość wapnia w glebie. Źródło: Reimann i in. (2013)

Jeżeli dodamy do tego informację, że pojemność sorpcyjna stanowiąca swoisty magazyn składników dla większości gleb jest niewielka, a w stanowiskach kwaśnych dodatkowo wysycona kationami kwasowymi zamiast wapniem i magnezem (tab. 1), możemy wyobrazić sobie skalę problemu.

Tabela 1. Struktura wysycenia glebowego kompleksu sorpcyjnego gleb uprawnych w Polsce (źródło: Grzebisz, 2021)

Dlaczego jest ważny

Wapń jest jednym z makroskładników niezbędnym dla funkcjonowania każdej rośliny. Niestety jest składnikiem niedocenianym. Wynika to z niewłaściwego rozeznania nie tylko zasobów glebowych wapnia, lecz także funkcji fizjologicznych jakie pełni w roślinie. Należę do pokolenia, w którym na wykładach dotyczących funkcji żywieniowych poszczególnych składników wapń był traktowany marginalnie. Na szczęście od okresu gdy byłem studentem minęło sporo czasu. Ja na rolę wapnia w roślinach poświęcam cały wykład.

Znaczenie plonotwórcze wapnia należy odnieść w pierwszej kolejności do udziału w podziałach komórek zlokalizowanych w tak zwanych merystemach wierzchołkowych. Rośliny z niedoborem wapnia charakteryzują się nie tylko zaburzeniami w produkcji biomasy nadziemnej, lecz także upośledzonym systemem korzeniowy. Takie rośliny już na starcie stoją na przegranej pozycji w walce o wodę i składniki mineralne. Deficyt wapnia ogranicza wydajność fotosyntezy, ściślej reakcji fotolizy wody, a także zmniejsza produkcję pyłku i wzrost łagiewki pyłkowej w okresie kwitnienia. Ponadto, po wystąpieniu stresu wynikającego z suszy glebowej nieracjonalna staje się gospodarka wodą, ponieważ kationy Ca2+ uczestniczą w kontroli ruchu aparatów szparkowych. Antystresowe działanie wapnia wiąże się także z obecnością w błonach cytoplazmatycznych oraz w ścianie komórkowej (ryc. 2). W ten sposób roślina nie tylko zachowuje sztywny pokrój, lecz jest też bardziej odporna na wnikanie patogenów do wnętrza tkanek roślinnych. Jedną z reakcji obronnych po infekcji, stymulowaną przez wapń, jest ograniczenie syntezy enzymów proteolitycznych przez grzyba patogennego. W ten sposób roślina staje się odporniejsza na działanie patogena. Pęknięcia tkanek okrywających, obserwowane dość często w rzepaku ozimym (szyjka korzeniowa, łodyga), stanowią także wrota dla zakażeń bakteryjnych. Wapń obecny w cytoplazmie kontroluje mechanizmy związane z odbieraniem sygnałów i uruchamianiem odpowiednich procesów metabolicznych. Dotyczy to na przykład takich reakcji fizjologicznych jak: synteza proliny (w czasie suszy), indukcja wolnych rodników tlenowych (stres oksydacyjny) i termotolerancja (szok termiczny). Skutkiem odpowiedniego zbilansowania dawki nawozowej wapniem jest efekt Viets’a, powodujący wzrost akumulacji innych kationów, zwłaszcza potasu.

Rycina 2. Rozmieszczenie wapnia w komórkach (wg Marschner’a). Źródło: Grzebisz 2008.

Różne wymagania roślin

Poszczególne gatunki mają zróżnicowane zapotrzebowanie na wapń. Przybliżone wartości pobrania jednostkowego (PJ-Ca) zamieszczono w tabeli 2. Warto zwrócić uwagę na rzepak ozimy, dla którego akumulacja wapnia znajduje się zwykle na poziomie zbliżonym do azotu. Względnie duże PJ-Ca mają rośliny bobowate, a także buraki cukrowe. W tym drugim przypadku od dostępności wapnia zależy morfologia korzenia spichrzowego oraz odporność na chwościka.

Tabela 2. Pobranie jednostkowe wapnia przez rośliny, kg Ca/t – plon główny wraz z plonem pobocznym

Inny niż wszystkie

Specyfika wapnia wynika z faktu, że ruchliwość tego pierwiastka w roślinie jest odmienna niż pozostałych makroskładników. Zwykle po wystąpieniu deficytu makroskładniki są wycofywane z liści starszych do młodszych, a po kwitnieniu do organów generatywnych. Fachowo powiemy, że przemieszczają się dwukierunkowo we floemie. W przypadku wapnia jest inaczej. Składnik ten pobrany przez roślinę trafiając do miejsca, w którym zostaje włączony w metabolizm, pozostaje w danym organie do końca wegetacji. Jest to kluczowa informacja oznaczająca, że wapń musi być na bieżąco pobierany w całym sezonie wegetacyjnym. W przeciwnym razie odbije się to negatywnie na rozwoju organów generatywnych (kłosów, łuszczyn, strąków, kolb), a także bulw i korzeni spichrzowych. Bardzo powszechne są niedobory wapnia obserwowane w ogrodnictwie, manifestujące się uszkodzeniami skórki owoców i warzyw (fot. 1). Najnowsze badania wykonane na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu pokazują wzrost zawartości wapnia w skórce ziemniaków jako efekt stosowania nawozu wapniowego, co w dalszej kolejności przejawiło się także wzrostem odporności na choroby, zarówno podczas wegetacji jak i przechowywania.

Fotografia 1. Objawy gorzkiej plamistości podskórnej – skutek niedoboru wapnia. Źródło: http://www.ogrodinfo.pl/nawozenie/dokarmianie-sadow-jabloniowych-po-opadzie-swietojanskim/2 (dostępność: 29.11.2021)

Warto wiedzieć, że dynamika pobierania kationów wapniowych zwykle jest większa w późniejszych stadiach rozwojowych, przypadających na kwitnienie i okres po kwitnieniu. Na rycinie 3 zamieszczono wykres akumulacji azotu i wapnia przez rzepak ozimy, pokazujący nie tylko dynamikę pobierania obu składników, lecz także relacje ilościowe, które na koniec wegetacji kształtowały się na podobnym poziomie.

Rycina 3. Akumulacja azotu i wapnia przez rzepak ozimy. Opracowanie własne na podstawie danych przedstawionych przez Grzebisza, 2021

Zakładając niewystarczające zasoby glebowe na przeważającym obszarze Polski zwróćmy uwagę na poniższą grafikę (ryc. 4). W początkowym okresie wzrostu plantacja rzepaku ozimego będzie korzystać z puli wapnia glebowego dostępnego w strefie korzenienia się. Jednak po wznowieniu wiosennej wegetacji, gdy potrzeby względem składnika będą systematycznie wzrastały, kluczowe będzie uwalnianie Ca2+ z granuli nawozowej. Dlatego tak ważne jest stosowanie nawozów o umiarkowanej szybkości działania, po to by zapewnić roślinom komfort żywieniowy w całym sezonie wegetacyjnym.

Rycina 4. Źródła wapnia dla plantacji rzepaku ozimego, schemat (wg Potarzyckiego)

Źródła wapnia w nawozach

Mówiąc o nawozowych źródłach wapnia i nawiązując do pierwszego akapitu, przyjmiemy założenie, że odczyn gleby nie wymaga korekty. Nawet z pobieżnej analizy oferty firmy LUVENA S.A. wynika obecność wapnia w większości nawozów, co w przypadku innych firm nie zawsze jest regułą. Wystarczy przypomnieć, że głównym związkiem Superfosfatu prostego – klasyfikowanego jako nawóz fosforowy – jest Ca(H2PO4)2, związkiem towarzyszącym jest siarczan wapnia. Zawartość wapnia w tym nawozie (w przeliczeniu na CaO) jest taka sama jak fosforu (w przeliczeniu na P2O5). Dokonując pewnego uogólnienia możemy powiedzieć, że wszystkie Lubofoski i Lubofosy produkowane są na bazie superfosfatu prostego, a to oznacza, dużą zawartość wapnia. Warto rozważyć także aplikację Luboplonu wapniowo-magnezowego lub Luboplonu CAL-MAG jako nawozów będących źródłem wapnia i jednocześnie stabilizujących odczyn. Takie rozwiązanie okaże się szczególnie skuteczne w słabszych stanowiskach, podatnych na zakwaszanie.

Zapamiętaj!

Nie każdy nawóz wieloskładnikowy zawiera wapń – chyba, że jest produkowany w Luboniu

 

 

 

 

 

 


Ostatnio zmodyfikowany 7 grudnia, 2021 o 23:15