niedziela, 29 listopada, 2020

Dlaczego odpowiedni odczyn gleby jest ważny?

-REKLAMA-
-REKLAMA-

Odczyn gleby (pH) jest jednym z najważniejszych wskaźników określających jakość gleby. Tylko odpowiedni zakres pH zapewnia roślinom prawidłowy wzrost i rozwój, a tym samym realizację potencjału plonotwórczego. 

Pojęcie odczynu gleby jest ściśle związane z kwasowością gleby. Zakwaszenie gleby jest to zjawisko nadmiernej akumulacji glebie jonów wodoru (H+). Miarą ilości jonów H+ w glebie jest kwasowość czynna i potencjalna (ukryta). Pierwsza z nich jest miarą aktywności (stężenia) w roztworze glebowym, a druga – miarą potencjalnie uwolnionych do roztworu glebowego jonów wodorowych i glinowych. Odczyn definiowany jest jako stężenie jonów (aktywność) H+ w roztworze glebowym lub w określonym roztworze pomiarowym (np. 1-molowy chlorek potasu). Tym samym jest miarą kwasowości czynnej. Dla ułatwienia posługiwania się stężeniami jonów wodorowych wprowadzono skalę pH (od 1 do 14). Odczyn większości gleb mineralnych w Polsce mierzony w roztworze 1-molowego KCl mieści się w przedziale 4,5–7,0. Wyższy poziom pH obserwuje się w glebach węglanowych (7,0–8,0). Gleby zdegradowane w wyniku zanieczyszczeń przemysłowych lub wadliwej agrotechniki mogą mieć pH poniżej 4,0. W doradztwie rolniczym i ogrodniczym wyróżnia się 5 klas gleby w zależności od odczynu i roztworu pomiarowego (tab. 1).

odczyn gleby

Jak wynika z badań IUNG-PIB w Puławach, ok. 60% gleb ornych w Polsce klasyfikuje się jako gleby kwaśne i bardzo kwaśne, a średnie pH mierzone w 1-molowym KCl wynosi ok. 5,1. Zjawiska i procesy zależne od odczynu Jony wodoru są powszechne w przyrodzie i biorą udział we wszystkich reakcjach chemicznych, fizykochemicznych i biochemicznych zachodzących w glebie. Stąd odczyn gleby może wpływać na rośliny poprzez szereg powiązanych ze sobą procesów i zjawisk decydujących o żyzności i funkcjonowaniu gleby.

Z punktu widzenia produkcji roślinnej do najważniejszych można zaliczyć:

  • kształtowanie przyswajalności i kierunek przemian składników pokarmowych w glebie,
  • skład chemiczny glebowego kompleksu sorpcyjnego – obniżanie wartości pH powoduje wzrost udziału jonów
    kwaśnych (H+, Al3+) i wymycie wapnia oraz magnezu z gleby,
  • zawartość i mobilność w glebie składników toksycznych, w tym glinu wymiennego (Al3+) i metali ciężkich (Cd, Pb),
  • efektywność wykorzystania azotu z nawozów i potencjalne straty tego składnika z gleby (wymywanie azotanów,
    emisja amoniaku),
  • aktywność mikroorganizmów wpływających na procesy mineralizacji i humifikację materii organicznej, a także wiązanie biologiczne azotu,
  • aktywność patogenów glebowych i podatność roślin na choroby,
  • struktura gleby i warunki wodno-powietrzne (cechy związane z obecnością wapnia w glebie).

 

odczyn gleby Z punktu widzenia żywienia mineralnego roślin za optymalny odczyn uważa się taki, przy którym składniki pokarmowe są najłatwiej dostępne dla roślin, a gleba wykazuje pożądane właściwości fizykochemiczne zapewniające ich pobieranie. Jak wynika z ryciny 1, niektóre składniki są najbardziej przyswajalne w odczynie kwaśnym (takie mikroelementy, jak: cynk, miedź, mangan i żelazo), a inne w odczynie zasadowym (molibden). Najlepsza przyswajalność fosforu w glebach mineralnych jest w zakresie pH 6,0–7,0, a w glebach próchniczno-piaszczystych – 5,5–6,5. Dla boru optymalne pH mieści się w przedziale 5,0–7,0 (ryc. 1). Azot, potas, magnez, siarka i wapń są najbardziej dostępne w dość szerokim zakresie pH, jednak za optymalny należy przyjąć odczyn obojętny i lekko kwaśny. Wraz z obniżeniem się pH w glebie zwiększa się w niej ilość glinu w formie wymiennej (Al3+).

W polskich warunkach glebowych jest to jeden z najważniejszych czynników wywołujących stres u roślin. Glin wymienny związany jest bezpośrednio z tzw. kwasowością wymienną. Kwasowość ta ujawnia się w glebach o pH poniżej 5,5, a wraz z nią pojawiają się w glebie toksyczne dla roślin i innych organizmów jony Al3+. Mechanizm toksycznego działania glinu na rośliny wynika z oddziaływania na następujące procesy metaboliczne: powstawanie wolnych rodników tlenowych, niszczenie kwasów nukleinowych, zakłócenia w podziale komórek, funkcjonowaniu enzymów i blokowanie pobierania jonów magnezu (Mg2+) i wapnia (Ca2+). Jednym z najważniejszych konsekwencji obecności glinu wymiennego w glebie w nadmiarze jest zaburzenie wzrostu i rozwoju czapeczki korzeniowej, a w konsekwencji skrócenie długości korzeni (fot.1). W glebach silnie zakwaszonych, obok glinu wymiennego, mogą pojawić się także nadmierne ilości jonu manganu (Mn2+), które również mogą zakłócić prawidłowy wzrost i rozwój roślin. Rośliny uprawne różnią się wrażliwością na zawartość obu składników w glebie (tab. 2).

Wzrost zakwaszenia gleby i pojawienie się glinu wymiennego w glebie ma szereg negatywnych skutków ubocznych, których rezultatem jest obniżenie pobierania wody, składników pokarmowych i szybkości wzrostu roślin. Wpływa ono także negatywnie na wykorzystanie azotu z nawozów i zwiększa ryzyko wymycia azotanów z gleby (ryc. 2). Rośliny rosnące w warunkach nadmiernej koncentracji jonów Al3+ w glebie są skarlałe, o strzelistym pokroju, często na liściach i łodygach mają czerwono-fioletowe (antocyjanowe) przebarwienia, głównie jako następstwo braku fosforu i boru.

odczyn gleby

Odczyn gleby a reakcja roślin

Reakcja roślin na odczyn jest zróżnicowana. Wynika to z różnej ich tolerancji na jony H+, Al3+, a także mechanizmów pobierania składników pokarmowych i preferencji względem określonego jonu lub formy składnika. Rośliny najlepiej rosną i plonują tylko w warunkach optymalnego dla nich odczynu. Większość roślin uprawnych preferuje odczyn od lekko kwaśnego do obojętnego (ryc. 3). Niektóre rośliny preferują i/lub są bardziej tolerancyjne względem kwaśnego odczynu: łubin żółty, seradela, ziemniak, owies, żyto. Do roślin preferujących natomiast bardziej zasadowe środowisko należą lucerna, konopie i nostrzyk.

Odczyn gleby ma także bardzo duży wpływ na skład gatunkowy, wielkość populacji i aktywność mikroorganizmów glebowych. Liczba bakterii w glebie kwaśnej może być 10-krotnie mniejsza niż w odczynie obojętnym. W odróżnieniu od bakterii grzyby lepiej rozwijają się w odczynie kwaśnym. Optymalne pH dla procesów amonifikacji wynosi 7,0–8,5. Stąd kwaśny odczyn ujemnie wpływa na rozkład resztek organicznych, a w konsekwencji na tempo uwalniania składników mineralnych. Optymalne pH dla procesów nitryfikacji wynosi 6,7–8,0. Poniżej tego przedziału zmniejsza się szybkość przekształcania azotu amonowego w azotany, a co za tym idzie pogarsza się zaopatrzenie roślin nie tylko
w tę formę azotu, ale także potasu. Dodatkowo, nadmierne stężenie azotu amonowego jest toksyczne dla roślin. Kwaśny odczyn gleby i glin wymienny negatywnie działają także na wolno żyjące i symbiotyczne mikroorganizmy wiążące azot z powietrza. Obniżają m.in. liczbę brodawek na korzeniach oraz ich aktywność.

Odczyn gleby kształtuje także relacje między patogenami glebowymi a roślinami, jak również efektywność środków ochrony roślin. Na przykład optymalne pH dla rozwoju zgorzeli siewek ziemniaka i roślin warzywnych wynosi 5,0–5,5. Wapnowanie, zwłaszcza nawozami wapniowo-magnezowymi, zmniejsza porażenie patogenami wywołującymi tę chorobę. Z kolei zgorzel podstawy źdźbła pszenicy rozwija się lepiej w odczynie obojętnym i zasadowym (np. po wapnowaniu). Natomiast w kwaśnym środowisku glebowym i jednocześnie bogatym w mangan przyswajalny porażenie roślin tą chorobą jest mniejsze.

odczyn gleby

Przyczyny zakwaszenia gleb

Wzrost zakwaszenia gleby następuje w wyniku akumulacji w glebie jonów wodorowych (H+), przy czym rola procesów naturalnych w powstawaniu jonów H+ jest znacznie większa niż wynikająca z działalności człowieka. Ponadto, nie ma prostej zależności między ilością dopływających z zewnątrz i/lub uwalnianych w glebie jonów H+ a jej odczynem (pH). Wynika to z obecności w glebie składników neutralizujących (buforujących) nadmiar jonów H+. Należy do nich wiele związków mineralnych i organicznych, ale praktyczne znaczenie mają związki i jony wapnia (Ca) oraz magnezu (Mg).

Do najważniejszych przyczyn zakwaszenia gleb zalicza się:

  • mineralizację materii organicznej i utlenianie organicznych związków węgla, azotu i siarki;
  • wymywanie wapnia i magnezu z gleby.

W ujęciu ilościowym największemu wymyciu podlega wapń (50–300 kg CaO/ha/rok);

  • nawozy mineralne mogą być bezpośrednim i pośrednim źródłem jonów H+ (tab. 3). Pod względem udziału w procesach zakwaszania największe znaczenia mają nawozy azotowe zawierające jon amonowy (NH4+);
  • wzrost koncentracji H+ w glebie jest również rezultatem aktywności biochemicznej i fizjologicznej samych roślin uprawnych. Na przykład w trakcie pobierania składników pokarmowych i/lub wydzielania przez korzenie różnych kwasów organicznych dochodzi do wzrostu koncentracji jonów H+ w glebie;
  • opad atmosferyczny – zawarte w atmosferze gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenki siarki oraz azotu, rozpuszczają się w wodzie opadowej (zjawisko kwaśnych deszczy) i stają się źródłem jonów H+ w glebie.

Podsumowanie

Nieodpowiednie pH gleby obniża efektywność nawożenia roślin azotem i innymi składnikami, a także stosowania środków ochrony roślin. Nawet na glebach o uregulowanym odczynie zachodzą straty wapnia z gleby na drodze wymywania i/lub wynoszenia z plonem roślin. Dlatego odczyn gleb należy regularnie kontrolować, a w razie potrzeby stosować nawozy wapniowe zgodnie z zaleceniami stacji chemiczno-rolniczych. Najlepszym sposobem zapobiegania negatywnym skutkom obecności jonów Al3+ w glebie jest wapnowanie (ryc. 4). Pomocnymi zabiegami agrotechnicznymi w tym celu mogą być także takie działania, jak stosowanie nawozów organicznych, nawozów fosforowych, siarczanu wapnia, a w szczególności polecane są nawozy zawierające magnez.

odczyn gleby

Autor: dr hab. Przemysław Barłóg, prof. UPP

Rzepak – Identyfikacja agrofagów oraz niedoborów pokarmowych (NOWOŚĆ! )

Avatar
Agro Profil
Magazyn rolniczy Agro Profil tworzony jest przez redaktorów rolników. Praktyczne podejście do problemów jest dla nas najważniejsze.

Napisz komentarz

Podobne artykuły

Czy ministerstwo poważnie traktuje ASF?

Mieszane odczucia i w dużej mierze prześmiewczą dyskusję  w sieci wywołała ogłoszona za pośrednictwem ministerialnego profilu na portalu społecznościowym FaceBook, nowa inicjatywa Ministerstwa...

Nowa rzeczywistość i nowe wyzwania w ochronie roślin

O tym, w jaki sposób epidemia koronawirusa wpłynęła na organizację Sesji Naukowej IOR – PIB, jakie wyzwania stoją przed współczesnym rolnictwem i...

W najbliższych dniach uprawy przejdą jarowizację [POGODA]

Przed nami najbardziej zimowy tydzień od 2 lat. Chociaż do prawdziwej zimy ze śniegiem i mrozem jednocześnie będzie nam daleko, ale czego...

Śledź nas

19,467FaniLubię to
350ObserwującyObserwuj
4,670SubskrybującySubskrybuj

Ostatnie artykuły

Czy ministerstwo poważnie traktuje ASF?

Mieszane odczucia i w dużej mierze prześmiewczą dyskusję  w sieci wywołała ogłoszona za pośrednictwem ministerialnego profilu na portalu społecznościowym FaceBook, nowa inicjatywa Ministerstwa...

Nowa rzeczywistość i nowe wyzwania w ochronie roślin

O tym, w jaki sposób epidemia koronawirusa wpłynęła na organizację Sesji Naukowej IOR – PIB, jakie wyzwania stoją przed współczesnym rolnictwem i...

W najbliższych dniach uprawy przejdą jarowizację [POGODA]

Przed nami najbardziej zimowy tydzień od 2 lat. Chociaż do prawdziwej zimy ze śniegiem i mrozem jednocześnie będzie nam daleko, ale czego...

Rynek wieprzowiny. Marne szanse na poprawę w najbliższym czasie

Dramat, który obecnie odgrywa się na rynku trzody chlewnej z każdym dniem pogłębia się. Ceny poniżej opłacalności produkcji, opóźnienia w odstawkach, ASF...

Wymiana wanny cynkowniczej firmy JOSKIN POLSKA

15 sierpnia 2020 r. Grupa JOSKIN rozpoczęła realizację ważnego przedsięwzięcia - pierwszej wymiany wanny cynkowniczej w swojej ocynkowni w Polsce. Przedsięwzięcie to,...