Dostępność przyswajalnych form pierwiastków zależy od kwasowości gleby. Odczyn pH jest kluczowy, ale stanowi zaledwie wycinek wielu zależności ważnych w nawożeniu gleby i żywieniu roślin.
Czy warto regularnie badać pH gleby?
W składzie roślin największy udział ma woda (przeciętnie 70% składu roślin), substancje organiczne (27%) i składniki mineralne popielne (3%). Podstawowymi składnikami budulcowymi masy organicznej roślin są: węgiel, tlen i wodór, 6 podstawowych wymienionych już makroelementów pobieranych w większych ilościach oraz 6 mikroelementów (żelazo, mangan, miedź, cynk, molibden, bor). Rośliny przez system korzeniowy pobierają wodę, tlen, związki mineralne i niektóre organiczne, a przez liście dwutlenek węgla, tlen, wodę i rozpuszczalne związki.
Obecność przyswajalnych jonów pierwiastków w roztworze glebowym zależy głównie od pH, dlatego warto regularnie badać gleby i zależnie od ich kategorii agronomicznej dążyć do uregulowania odczynu na optymalnym poziomie. To po prostu się opłaci. W optymalnym odczynie pH gleby efektywnie pracuje większość pożytecznych mikroorganizmów i jest najwyższa przyswajalność większości makro- i mikroelementów (patrz rysunek).
Jakie musi być pH, żeby fosfor uwalniał się z gleby?
Z trzech podstawowych składników mineralnych (azot, fosfor, potas), najsilniej na zakwaszenie gleby reaguje fosfor. Fosfor w glebie występuje głównie w postaci fosforanów żelaza, glinu, wapnia magnezu oraz częściowo w związkach organicznych. Fosforan żelaza i glinu w odczynie kwaśnym są prawie nierozpuszczalne.
Podwyższenie pH powoduje stopniowe uruchomienie przyswajalnego fosforu, a tym samym zwiększenie jego wykorzystania z nawozów i z gleby. Z wyników badań przedstawionych w publikacji IUNG – PIB: „Poradnik wapnowania gleb gruntów ornych” wynika, że w wyniku wapnowania u niektórych roślin spektakularnie zwiększa się pobieranie fosforu. U kukurydzy pobieranie fosforu rośnie nawet 2–3-krotnie, owsa o ok. 60%, koniczyny o ok. 10–20%.
Należy dodać jednak, że wapnowanie, w przypadku azotu i potasu, nie modyfikuje zasadniczo ich przyswajalności i pobierania, ale także jest korzystne. W przypadku potasu uregulowany odczyn ma olbrzymie znaczenie i zapobiega skutkom nadmiernego odżywiania roślin potasem, zwłaszcza użytków zielonych. Dostępny potas nawet w nadmiarze nie jest wtedy pobierany przez roślin „luksusowo”. Dlatego nie należy nadmiernie nawozić upraw potasem na glebach lekkich, a do tego o nieuregulowanym odczynie. Dopiero po uregulowaniu odczynu gleb, możliwe staje się intensywne, efektywne i plonotwórcze nawożenie tym składnikiem.
Co przeciwdziała denitryfikacji?
Co do azotu, mimo że podnoszenie odczynu nie wpływa zasadniczo na przyswajalność i pobieranie składnika, to wpływa pozytywnie na ograniczanie jego strat. Wapnowanie przeciwdziała niekorzystnym procesom denitryfikacji, a ponadto przyczynia się do lepszego pobierania przez rośliny azotu w formie amonowej. Optymalny odczyn gleby sprzyja też rozwojowi bakterii wiążących wolny azot z powietrza.
Podniesienie odczynu pH gleby korzystnie wpływa na przyswajalność i pobieranie przez rośliny makroelementów, ale unieruchamia większość mikroelementów. Wyjątkiem jest ważny, szczególnie w uprawie bobowatych, molibden. Ten mikroelement w glebach kwaśnych jest blokowany i zmiana odczynu przez wapnowanie znacznie zwiększa jego dostępność i przyswajalność. Jednak pod wpływem wapnowania większość mikroelementów ulega unieruchomieniu. Najlepiej przyswajalny na glebach kwaśnych jest mangan i wapnowanie unieruchamia go. Unieruchomieniu przy dużych dawkach wapna ulegają także: bor, miedź i cynk. Jednak to skrajne sytuacje, bo stopniowe regulowanie odczynu i w najlepszym zalecanym terminie po żniwach nie oddziałuje na dostępność mikroelementów tak radykalnie.
Nawożenie upraw rolniczych mikroelementami
Na stronach Stacji Chemiczno-Rolniczych dostępna jest ciekawa i wartościowa Instrukcja Upowszechnieniowa pt. „NAWOŻENIE UPRAW ROLNICZYCH MIKROELEMENTAMI” – Nowe liczby graniczne do oceny zawartości mikroelementów w glebie. Nowe liczby graniczne są ustalone dla poszczególnych gatunków roślin na podstawie ich wrażliwości na niedobory i zasobność gleby w dostępne formy mikroelementów. Znaczenie poszczególnych mikroelementów dla rozwoju gatunków i wrażliwość roślin na niedobory pokazuje tabela.
Dotychczas do oceny zawartości mikroelementów stosowano trzystopniową skalę oceny zawartości: niska, średnia i wysoka. Aktualnie jest to skala dwustopniowa: zawartość niska i wystarczająca. Zawartość składnika w glebie większa lub równa liczbie granicznej dla gatunku rośliny uznawana jest za wystarczającą, przy której nawożenie mikroelementem nie jest potrzebne.
Najprościej jest z molibdenem, którego przyswajalność zależy od odczynu gleby. Graniczną wartością pH jest 5,5. Jeżeli pH jest mniejsze lub równe tej wartości, to nawożenie Mo jest konieczne, a w glebie o pH powyżej 5,5 zbędne. W metodzie Mehlich 3 zawartość dostępnych form boru i liczby graniczne ustala się biorąc pod uwagę kategorię agronomiczną gleby lub jej pH, lub zawartość węgla organicznego. W przypadku miedzi przy ocenie brana jest pod uwagę zawartość węgla organicznego, przy cynku i żelazie – zawartość fosforu, a przy manganie pH gleby. Jak widać, do ustalenia liczb granicznych mikroelementów dla poszczególnych gatunków roślin bada się i bierze pod uwagę nie tylko pH, ale inne cechy gleby.
To dość skomplikowane, a liczby graniczne pokazują, że uniwersalne podejście do nawożenia i dokarmiania mikroelementami jest mało precyzyjne. Autorzy tej Instrukcji Upowszechnieniowej (Jolanta Korzeniowska, Ewa Stanisławska-Glubiak, Tamara Jadczyszyn, Wojciech Lipiński) zwracają uwagę na to, że do uzupełniania ewidentnych niedoborów określonego mikroelementu nie nadają się uniwersalne nawozy dolistne. Możliwość dokarmiania dolistnego jest ważna, ale też w przypadku np. niedoborów miedzi, cynku i boru zaleca się nawożenie doglebowe solami technicznymi.
Życie biologiczne gleby a jej właściwe pH
Podniesienie odczynu z pH kwaśnego do optymalnej wartości uruchamia składniki z gleby, ale ma też istotny wpływ na efektywność składników z nawozów. Z właściwym pH wiąże się jeszcze jeden niezwykle ważny element gleby – jej życie biologiczne. W glebie żyje niezliczona ilość drobnoustrojów z tym, że te najbardziej cenne dla rolnika i roślin wymagają do życia pH w przedziale 6 do 7. Np. bakterie odpowiedzialne za amonifikację najlepiej pracują przy pH 6,2–7,0, bakterie nitryfikacyjne potrzebują pH 6,5–7,2, a azotobakter 6,5–7,5. Bakterie rozkładające celulozę, czyli przerabiające resztki pożniwne przy pH poniżej 6 prawie nie funkcjonują. Bez odpowiedniego środowiska, głównie bez uregulowanego pH gleby te bakterie nie będą się namnażały i pracowały.
Ważne jest też zapewnienie odpowiedniego środowiska dla maksymalnej wydajności bakterii symbiotycznych asymilujących azot. Optymalnym pH gleby dla bakterii symbiotycznych lucerny i koniczyny to 6,8–7,2. Bakterie żyjące w symbiozie z grochem i wyką najlepiej wiążą azot w pH gleby 6,5–7,0. Mniej wymagające są bakterie żyjące w symbiozie z łubinem i seradelą – dla nich optymalne pH dla maksymalnej wydajności wiązania azotu atmosferycznego to 5,5–6,5.
Jakie jest optymalne pH gleby?
Na rysunku wyróżniony jest przedział pH obojętnego (od 6,5 do 7,2), ale w praktyce za najbardziej optymalny dla właściwości gleby i dla możliwości pobierania z niej składników pokarmowych przez rośliny jest przedział pH od ok. 5 do 7,2. W tym przedziale pH ma miejsce umiarkowane wietrzenie chemiczne gleby i rośnie jej aktywność biologiczna. Przy pH powyżej 5 rośliny nie odczuwają już toksyczności glinu.
W tym przedziale kwasowości przyswajalność większości składników pokarmowych jest maksymalna albo wystarczająca i w ilościach niepowodujących toksyczności. Warto do przedstawionych ogólnych informacji podać kilka bardziej szczegółowych, bowiem składniki pokarmowe przyswajane przez rośliny mogą występować w różnych formach jonowych i dla każdej optymalne pH może być inne:
- azot – w warunkach gleb kwaśnych lepiej jest pobierana forma saletrzana, a gleb obojętnych forma amonowa;
- fosfor – jest przez rośliny najlepiej przyswajalny w formie rozpuszczalnej w wodzie przy pH 6–7;
- bor – jest lepiej pobierany w glebach kwaśnych i lekko kwaśnych, im wyższe jest pH, tym przyswajalność jest mniejsza;
- mangan (także żelazo) – im gleba jest bardziej kwaśna, tym związki tych pierwiastków są bardziej rozpuszczalne i łatwiej dostępne, ale przy bardzo niskim pH koncentracja przyswajalnego manganu i żelaza może być dla roślin toksyczna;
- miedź i cynk – im większe zakwaszenie gleby, tym lepsza jest ich przyswajalność, ale jednocześnie rośnie tempo wymywania tych pierwiastków;
- molibden – to pierwiastek zachowujący się odwrotnie niż pozostałe mikroelementy – jego dostępność i przyswajalność rośnie wraz ze wzrostem pH gleby.
To kilka przykładów zależności pH gleby i dostępności przyswajalnych form pierwiastków dla roślin. Odczyn jest kluczowy, ale w praktyce nawożenia ważna jest znajomość antagonizmów i synergizmów zachodzących między pierwiastkami. O tym napiszemy w kolejnych wydaniach „Tygodnika Poradnika Rolniczego”.
Marek Kalinowski
