Wpływ wapnowania gleb na przyswajalność makroskładników przez rośliny

W Polsce przeważają gleby, które zostały wytworzone ze skał osadowych. W większości były to skały okruchowo luźne, dlatego przeważająca część gleb na obszarze Polski jest w mniejszym lub większym stopniu zakwaszona.

Wiąże się to ściśle z wymywaniem do głębszych warstw gleby składników pokarmowych, głównie związków zasadowych. Zakwaszenie powoduje, że aktywność drobnoustrojów biorących udział w procesach rozkładu materii organicznej w glebie jest ograniczona, a zawartość próchnicy znacznie się zmniejsza. Również intensywność asymilacji azotu przez wolnożyjące w glebie mikroorganizmy Azotobacter i rośliny motylkowate jest w znacznym stopniu spowolniona.

W rolnictwie zakwaszenie gleb jest poważnym problemem, ponieważ dochodzi do wielu niekorzystnych przemian składników pokarmowych. Zwiększa się ruchliwość metali ciężkich, które w dużych ilościach stają się niebezpieczne, a nagromadzenie się tych związków w roślinach powoduje, że są one dyskwalifikowane w przeznaczeniu konsumpcyjnym. Pomimo prawidłowej uprawy i nawożenia zakwaszenie uniemożliwia otrzymanie wysokich plonów większości roślin uprawnych. Niski odczyn gleby ma bardzo duży wpływ na przyswajalność przez rośliny składników pokarmowych, ponieważ występują one w formie trudno dostępnej dla roślin i nie mogą być przez nie pobierane.

W celu zmniejszenia szkodliwego działania kwasowości gleby wykonuje się zabieg wapnowania. Zabieg ten korzystnie wpływa na odczyn przyczyniając się do wzrostu wartości pH oraz wpływa na przyswajalność makroelementów takich jak: azot, magnez, fosfor i potas, które są bardzo ważne dla prawidłowego rozwoju roślin. Wapnowanie przyspiesza rozkład materii organicznej i wpływa korzystnie na proces mineralizacji. W wyniku tego procesu azot rozkładany jest do formy amonowej, która może być pobierana przez rośliny. Regulacja odczynu wpływa również na efektywność wiązania azotu atmosferycznego przeprowadzanego przez organizmy żyjące w symbiozie z roślinami np. bakterie brodawkowe (Rhizobium sp., Mesorhizobium sp., Bradyrhisobium sp., Shinorizobium sp.). Dla większości drobnoustrojów odczyn powinien być bliski obojętnego, ponieważ zakwaszenie gleby działa niekorzystnie i może być czynnikiem ograniczającym ich wzrost. Ponadto wapnowanie wpływa na procesy obiegu azotu w środowisku naturalnym. Do głównych procesów należy nitryfikacja, która przekształca toksyczny amoniak do mniej szkodliwych azotanów oraz denitryfikacja, która polega na redukcji azotanów do azotu cząsteczkowego.

Jedną z wielu przyczyn niskich plonów, którą obserwuje się zarówno na glebach kwaśnych jak i zbyt zasadowych jest niedobór magnezu. Wraz ze wzrostem zakwaszenia gleb pobieranie magnezu przez rośliny maleje. Na glebach kwaśnych obserwuje się wypłukiwanie większych ilości magnezu, co wiąże się z koniecznością nawożenia roślin tym pierwiastkiem. W przypadku gleb bardzo kwaśnych zastosowanie umiarkowanego wapnowania może zmniejszyć, a nawet usunąć objawy niedoboru magnezu u roślin, ponieważ zabieg ten zmniejsza straty magnezu spowodowane wypłukiwaniem. Bardzo ważny jest również stosunek Ca : Mg, ponieważ wapnowanie początkowo zwiększa dostępność magnezu dla roślin, ale zbyt duże wysycenie kompleksu sorpcyjnego wapniem i poszerzenie tego stosunku utrudniają roślinie pobieranie magnezu powodując niedobory. W takim przypadku powinno się rozpatrywać łączne nawożenie wapniem i magnezem w postaci wapna magnezowego.

Jednym z ważniejszych składników mineralnych niezbędnych do prawidłowego wzrostu roślin jest fosfor, ponieważ wpływa na przebieg i intensywność wielu procesów metabolicznych. W glebie fosfor występuje głównie w postaci fosforanów glinu, żelaza, magnezu, wapnia oraz związków nieorganicznych, które w większości są niedostępne dla roślin. Na użytkach rolnych dostępne roślinom formy fosforu pochodzą głównie z nawozów sztucznych, ale fosfor w nich zawarty również nie jest w pełni wykorzystywany. W większości przechodzi w formy nierozpuszczalne, lub jest wymywany powodując eutrofizację wód. W wyniku wapnowania i podwyższenia pH dochodzi do stopniowego uruchomienia przyswajalnego fosforu, który może być pobrany przez rośliny zarówno z gleby, jak i nawozów mineralnych. Dzięki zastosowaniu wapnowania u niektórych roślin pobieranie fosforu zwiększa się kilkukrotnie np. u kukurydzy, owsa, lub koniczyny.

Podobnie jak w przypadku azotu, zasobność gleb w potas uzależniona jest od stopnia ich zakwaszenia. Na glebach kwaśnych potas pobierany jest przez rośliny w mniejszym stopniu i jest gorsze działanie tego składnika. Dodatkowo jeżeli potas nie zostanie szybko pobrany przez rośliny, to zostanie on wymyty do głębszych warstw gleby. Zastosowanie potasu w wyższych dawkach ma działanie antagonistyczne na pobieranie magnezu i wapnia. Ogranicza to plonowanie i pogorszenie jakości roślin. Jest to zauważalne na glebach kwaśnych oraz lekkich, które zawierają znacznie mniej wymiennych form Mg i Ca. Stosunek potasu do wapnia jest bardzo wąski i prawie zawsze występuje nadmiar potasu. Zastosowanie wapnowania i uregulowanie odczynu gleb powoduje, że stosunek Ca : K zbliża się do wartości, która jest optymalna dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin i wówczas możliwe staje się intensywne nawożenie potasem.

Wapnowanie wpływa również na efektywność działania nawozów organicznych. Dochodzi do szybszej mineralizacji, dzięki czemu składniki pokarmowe mogą zostać wykorzystane przez rośliny.

Florentyna Bara

Źródło:

1. Ciereszko I. 2005: Czy można usprawnić pobieranie fosforanów przez rośliny? Kosmos. 54(4), 391- 400
2. Filipek T., Skowrońska M. 2013: Aktualnie dominujące przyczyny oraz skutki zakwaszenia gleb użytkowanych rolniczo w Polsce. Acta Agrophysica. 20(2), 283-294
3. Hołubowicz- Kliza G. 2006: Wapnowanie gleb w Polsce. Instrukcja upowszechniona 128. Wyd. IUNG- PIB
4. Mercik S. 1987: Wpływ odczynu gleby na plonowanie roślin i na efektywność nawożenia potasem. Rocz. Glebozn. 38(2), 111-123
5. Nowosielski O. 1959: Wpływ nawożenia na zawartość magnezu dostępnego w glebie. Rocz. Glebozn. 8(2)
6. Paśmionka I. 2017: Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego. Kosmos. 66(2), 185- 192
7. Zboińska M. 2018: W jaki sposób rośliny pobierają i asymilują azot? Edukacja biologiczna i środowiskowa. 2