Żywić wapniem nie zawsze znaczy wapnować

Na początku postawmy dość odważną tezę, że do rzadkości należą łany/plantacje wolne od problemów związanych z wapniem. Stwierdzenie to nie odnosi się wprost do zabiegu wapnowania. Prawdą jest, że dokonując regulacji odczynu wprowadzamy do gleby związki wapnia, określane jako „wapno”. Paradoksalnie, można odkwasić glebę nie wnosząc nawet kilograma wapnia, ponieważ właściwości odkwaszające posiadają też związki magnezu (węglany i tlenki). Generalnie jednak regulacja odczynu kojarzy się z aplikacją wapnia.

Gdy na spotkaniu z rolnikami rozpoczynam rozmowę o wapniu, jako ważnym składniku żywieniowym, bardzo często słyszę: mnie ten problem nie dotyczy, ja wapnuję systematycznie, nie mam problemów z wapniem. Czy na pewno? Zajmiemy się tym dzisiaj.

Gleba punkt wyjścia

Rozważania na temat wapnia musimy rozpocząć od naturalnej żyzności gleby, definiowanej jako potencjał do dostarczenia roślinie wody, powietrza i składników mineralnych. Jednym z jej elementów jest właśnie zawartość wapnia, którego funkcje w glebie są wielokierunkowe. Skupmy się na dwóch:

1. Wapń „skleja” agregaty glebowe. Mówiąc najprościej, jest pomostem między cząstkami mineralnym (minerałami ilastymi) a koloidami organicznymi. W ten sposób poprawia się struktura gleby i zwiększa się jej pojemność sorpcyjna czyli magazyn składników mineralnych. W glebie optymalnie produktywnej wapń powinien stanowić około 65-80% kationów w kompleksie sorpcyjnym. W większości polskich gleb wartość ta kształtuje się na poziomie poniżej 50%, a w najsłabszych stanowiskach często nie przekracza 25% (ryc. 1).
2. Związki wapnia poprawiają zdolność buforową gleby, którą określamy jako zdolność do przeciwstawiania się gwałtownym zmianom odczynu (także innych cech agrochemicznych). Powiemy, że taka gleba jest stabilniejsza, a warunki wzrostu roślin są w mniejszym stopniu zależne od czynników pogodowych i agrotechnicznych.

Rycina 1. Pojemność sorpcyjna różnych gleb i głównych grup kationów. Opracowanie własne na podstawie: Zawadzki, Gleboznawstwo, Wyd. PWRiL

Gleba powstaje w procesie glebotwórczym, z materii określanej przez gleboznawców jako skała macierzysta. Przeważający obszar kraju stanowią gleby wytworzone z kwaśnych skał polodowcowych, o niewielkiej zawartości węglanów wapnia (ryc. 2). Są więc z natury deficytowe pod tym względem, z wszystkimi konsekwencjami związanymi ze strukturą gleb i niewielką pulą kationów wapniowych udostępnianych roślinie.

W naszej strefie klimatycznej rocznie z powierzchniowej warstwy gleby, zależnie od kategorii agronomicznej, ubywa od 150 do 250 kg CaO/ha. To oznacza, że wymienione wyżej konsekwencje braku wapnia dotyczą zwłaszcza wierzchnich warstw profilu glebowego. Naturalną konsekwencją jest notowana w badaniach monitoringowych większa zawartość kationów Ca²⁺ w wodach gruntowych (kolor niebieski na mapie – ryc. 3). Dlatego tak ważny jest każdy kilogram wapnia wprowadzony do gleby z nawozami „na bieżąco” – niekoniecznie w procesie regulacji odczynu, o czym za chwilę.

Rycina 2. Zawartość wapnia w glebach europejskich. Źródło: Reimann i in. (2013)

Rycina 3. Zawartość wapnia w wodach gruntowych. Żródło: Hájek i in. (2021)

Problem z diagnozą

Dostępne w Polsce rolnicze testy glebowe nie diagnozują zawartości przyswajalnego wapnia w glebie. Możliwe jest oznaczenie kationów wapniowych metodami stosowanymi w ogrodnictwie, lecz w takiej sytuacji problemem staje się odniesienie uzyskanego wyniku do zaleceń nawozowych. Oceny gleb rolniczych pod względem zawartości przyswajalnego wapnia można dokonać testem Mehlich3. Na podstawie zakresów adoptowanych z innych państw można przyjąć, że w glebie lekkiej klasa średniej zasobności zawiera się w przedziale 1800 – 2800 mg Ca/kg, dla gleby średniej zakres ten wynosi 2000 – 3300 mg Ca/ha. W praktyce uzyskiwane w Polsce wartości są zwykle znacznie poniżej podanego przedziału.

Praktycy zapytają pewnie o wizualne objawy niedoboru. Te, choć bardzo spektakularne, nie występują często. Typowe symptomy to: zwijanie się młodszych liści (fot 1.), pęknięcia i przebarwienia tkanek okrywających nasiona/owoce (fot. 2) oraz pozornie zwiędnięty pokrój rośliny (fot. 3). Ostatni z wymienionych objawów jest spotykany w rzepaku ozimym i wiąże się z zaburzeniami w syntezie tkanek mechanicznych.

Fotografia 1. Niedobór wapnia w początkowym okresie wzrostu kapusty (Brassica rapa var. Chinensis). Źródło: Veazie i in. 2020

Fotografia 2. Niedobór wapnia na owocach. Fot. P. Francescatto; źródło: Herrick, 2017

Fotografia 3. Pozornie „zwiędnięte” kwiatostany rzepaku ozimego. Fot. W. Grzebisz

Znacznie częściej mamy do czynienia z objawami utajonymi, co w przypadku wapnia jest niestety regułą. Spośród wszystkich składników mineralnych sytuacja taka najczęściej dotyczy wapnia. Z doświadczenia analitycznego wiem, że niedobory te występują niezależnie od gatunku rośliny, choć najczęściej dotyczą rzepaku ozimego i ziemniaków. W pierwszym przypadku jest to związane z dużym pobraniem jednostkowym Ca, w drugim z niewłaściwym doborem stanowiska (na glebie lekkiej, zakwaszonej, o małej produktywności). Z tego powodu tak ważne jest profilaktyczne stosowanie wapnia.

Dlaczego wapń jest ważny

Znaczenie wapnia dla rośliny ujawnia się na każdym etapie wzrostu, jednak konsekwencje deficytu Ca²⁺ w glebie na początku wegetacji bywają nieodwracalne. Wynika to z roli wapnia w kontrolowaniu podziału i wzrostu wydłużeniowego komórek w merystemach wzrostu. Oznacza to, że ograniczeniu ulega dynamika tworzenia korzeni (walka o wodę i składniki mineralne) oraz aktywność organów prowadzących fotosyntezę, w późniejszych stadiach rozwojowych produkujących asymilaty dla rozwijających się organów wegetatywnych (kłosów, łuszczyn, kolb, strąków). W tym miejscu warto przypomnieć, że wapń, a także mangan, biorą udział w reakcji fotolizy wody w jasnej fazie fotosyntezy. Oczywistym jest więc wzrost efektywności azotu z nawozów azotowych po zastosowaniu tych składników. W warunkach deficytu wapnia upośledzeniu ulegają procesy nakierowane na rozwój korzeni bocznych oraz wiązek przewodzących wodę i składniki mineralne w roślinie, co ważne w obu kierunkach.

Z pełną odpowiedzialnością wapń można określić jako składnik o silnym działaniu antystresowym. Kationy wapniowe wysycają ścianę komórkową, są obecne w blaszce środkowej. W ten sposób utrzymana zostaje stabilność poszczególnych tkanek i zachowana jest sztywność rośliny, co jest istotne w przypadku zbóż oraz rzepaku ozimego (fot. 3). Od obecności wapnia w tkankach okrywających zależy także odporność roślin na działanie patogenów. Dzieje się to w dwóch etapach:

1. Tworzenie fizycznej bariery utrudniające „przebicie” się przez tkanki okrywające;
2. Ograniczenie wydzielania przez pasożyta enzymów rozpuszczających ścianę komórkową, co stanowi warunek wniknięcia do wnętrza rośliny. Trochę na marginesie należy zauważyć, że presja patogenu jest szczególnie duża wtedy, gdy w roślinie występuje dużo prostych związków azotu. Zatem, zły stan żywieniowy łanu/plantacji i spowolnienie przemian azotu w białka sprzyja infekcji.

Nie bez znaczenia jest także indukowana przez wapń odporność na warunki atmosferyczne. W roślinach poddanych stresowi wynikającemu z deficytu wody wapń (w powiązaniu z potasem) kontroluje zamykanie aparatów szparkowych, ograniczając w ten sposób transpirację. Wapń wzmaga także termotolerancję roślin.

Zrozumieć wapń

Wapń przemieszcza się w kierunku korzenia rośliny z prądem transpiracyjnym. Roślina pobierając wodę pobiera jednocześnie wapń. Tak dzieje się w przypadku wielu składników. Odmienność wapnia polega na tym, że w przypadku wystąpienia problemów z pobraniem (susza lub/i niedostateczna zasobność) pierwiastek ten nie może być wycofany ze starszych organów do młodszych. W rezultacie cierpię najmłodsze liście, które przecież w późniejszych stadiach rozwojowych są szczególnie ważne w dostarczeniu produktów fotosyntezy (asymilatów) dla rozwijających się nasion/ziarniaków/owoców. Z tego powodu tak dobrze rozpoznana jest systematyczna aplikacja wapnia w ogrodnictwie i warzywnictwie. Zaniedbania w tym zakresie wiążą się z wystąpieniem wielu chorób (fizjologicznych, lecz nie tylko), takich jak: sucha zgnilizna wierzchołkowa owoców pomidora, gorzka plamistość podskórna i korkowacenie miąższu jabłek, pęknięcia skórki czereśni, brunatnienie brzegów i wierzchołków liści kapusty, zgorzel liści sercowych selera, z licznymi pęknięciami i wiele innych.

Zapotrzebowanie na wapń

Zapotrzebowanie roślin uprawnych na wapń wynika z różnic gatunkowych. Zwykle większe potrzeby wykazują rośliny dwuliścienne. Jest to związane z dużym udziałem Ca²⁺ organach wegetatywnych (korzenie, bulwy, pędy nadziemne). Analizując pobranie jednostkowe wapnia (tab. 1) należy wskazać na ogromny potencjał rzepaku ozimego związany z akumulację omawianego pierwiastka, a także na rośliny bobowate. Nie wolno jednak lekceważyć zbóż, tym bardziej, że często uprawiane są w stanowiskach z niedostateczną zawartością wapnia, często zakwaszonych.

Tabela 1. Pobranie jednostkowe wapnia przez rośliny uprawne (plon główny + poboczny), kg Ca/t

Dostarczenie wapnia

Jak zaznaczono wcześniej, pod względem ilościowym, największą ilość wapnia można wprowadzić do gleby w procesie odkwaszania. Pamiętając jednak o dużej podatności na przemieszczanie do głębszych warstw gleby, zarówno kationów, jak i związków wapnia, pulę tego składnika trzeba systematycznie odbudowywać. Proszę zwrócić uwagę na poniższą grafikę (ryc. 4).

Rycina 4.  Potencjalne źródła wapnia dla rośliny wymagającej w warunkach Polski. Źródło: J. Potarzycki; Opracowanie graficzne: Farmer.pl

Należy założyć, że w glebie występują pewne zasoby wapnia na start – różne, choć jak powiedziano zwykle niewielkie. Dlatego konieczna jest refleksja: co dalej?!. Dotyczy to zwłaszcza roślin u dużych potrzebach, na przykład wspomnianego już rzepaku ozimego. W pierwszym okresie wegetacji roślina będzie korzystać z wapnia glebowego, jednak w okresie jesienno-zimowym może dojść do przemieszczenia się kationów Ca²⁺ poza zasięg korzeni. To jest moment najtrudniejszy dla rośliny, ponieważ zgodnie z tym, co omówiliśmy wyżej nie jest możliwy transfer z liści starszych do młodszych. Logicznym więc staje się uruchomienie wapnia z granuli nawozowej. Uwalnianie wapnia powinno jednak przebiegać z umiarkowaną szybkością, po to by zapewnić dopływ składnika do końca wegetacji. W odróżnieniu od potasu i azotu, wapń jest akumulowany jeszcze długo po kwitnieniu. Możliwe jest także wsparcie roślin przez dolistną aplikację wapnia.

Nawozy z Lubonia zawierają wapń

Nawozy produkowane w firmie LUVENA S.A. zawierają wapń, a to znaczy, że przy okazji wprowadzania innych składników dostarczamy także Ca – to wiadomość pierwsza. Druga, dotyczy formulacji chemicznej, w której ten składnik znajduje się w granuli nawozowej.

Ze względu na fakt, że większość produkowanych nawozów oparta jest o SUPERFOSFAT PROSTY przyjrzyjmy się najpierw temu produktowi, przywołując już prezentowaną wcześniej grafikę (ryc. 5).

Rycina 5. Schemat granuli SUPERFOSFATU PROSTEGO, źródło: Potarzycki, 2017

Zwróćmy uwagę, że wapń w tym nawozie znajduje się w różnych związkach chemicznych. Występuje w towarzystwie fosforu jako Ca(H₂PO₄)₂, stanowiąc zasób szybkodziałającego związku, co w przypadku wapnia należy wiązać z początkowym okresem wegetacji. Drugim nośnikiem jest dwuwodny siarczan wapnia CaSO₄·2H₂O, którego działanie plonotwórcze potwierdzono w wielu badaniach naukowych. Różnica między tymi nośnikami polega na tym, że siarczan wapnia wykazuje działanie w dłuższym okresie, co idealnie współgra z zapotrzebowaniem roślin w późniejszych stadiach rozwojowych. Podobnej interpretacji podlega rekomendowany szczególnie do nawożenia rzepaku ozimego LUBOFOS RS. Dla zainteresowanych zwiększeniem zasobności gleby w wapń (i magnez) w stałej ofercie pozostaje LUBOPLON CAL-MAG.

Na koniec sprawdźmy ile wapnia wprowadzimy stosując przeciętne zalecane dawki wymienionych wyżej nawozów  (tab. 2).

Tabela 2. Ilość wapnia wprowadzona z określonymi dawkami nawozów

Dla większości roślin ilości te można uznać za wystarczające względem potrzeb pokarmowych, dla plonów na poziomie 80-90% potencjału plonotwórczego. Wyjątek pod tym względem stanowi rzepak ozimy. Jednak dla gatunku penetrującego silnie podglebie wapń wprowadzony z nawozem LUBOFOS RS z pewnością stanowi spory zasób składnika.