Ekoschematy, rolnictwo regeneratywne i wapnowanie

Rozwój roślin oraz ich plonowanie zależą od jakości środowiska, w którym rozwijają się. W przypadku roślin uprawowych celem nadrzędnym jest stworzenie im możliwie najlepszych warunków, zbliżonych do panujących w naturalnych ekosystemach. Gdzie nie brakuje składników pokarmowych, wody czy powietrza. Niestety stan gleb w naszym kraju w dużym stopniu nie jest optymalny, a wspomniane warunki dalekie od idealnych.

Idealne warunki do wzrostu

Aby rośliny mogły w pełni wykorzystać swój potencjał biologiczny w wielu sytuacjach konieczna jest „naprawa” stanowiska. Jest to również jedno z głównych założeń systemu rolnictwa regeneratywnego. Głównymi celami rolnictwa regeneratywnego jest przywrócenie potencjału plonotwórczego gleby, zwiększenie bioróżnorodności, zatrzymanie większych ilości węgla w glebie czy poprawa stanu wód. W taką strategię wpisują się również popularne w ostatnich miesiącach ekoschematy, a głównie „rolnictwo węglowe i zarządzanie składnikami odżywczymi”. No dobrze, ale ktoś zapyta „co ma do tego wapnowanie”? Prawda jest taka, że… bardzo dużo.

Chcąc zbudować roślinom, jak najlepsze warunki do wzrostu, jednym z ważniejszych czynników jest zbudowanie dostępności składników pokarmowych. O biodostępności składników decydują czynniki takie jak: trwała struktura agregatowa gleby, odczyn środowiska glebowego, dostępność tlenu i wody, temperatura gleby czy aktywność mikrobiologiczna. Na wzrost roślin oddziałuje również forma chemiczna składników pokarmowych występująca w glebie. I tu pojawia się temat wapnowania, które w sposób pośredni lub bezpośredni wpływa na każdy z wyżej wymienionych czynników.

Chcąc zbudować roślinom, jak najlepsze warunki do wzrostu, jednym z ważniejszych czynników jest zbudowanie dostępności składników pokarmowych.

Regeneracja gleby a wapnowanie

Zgodnie z indeksem żyzności gleb w Polsce, najsilniejszymi czynnikami oddziałującymi na żyzność gleb są odpowiednio: kwasowość > zawartość potasu > zawartość magnezu > zawartość fosforu w glebie. Wapnowanie gleb ma znaczenie regeneracyjne, gdyż zmiana pH gleby wpływa na jej właściwości chemiczne. 

Gleby lekkie występujące na większości obszarów uprawowych, w większości są nadmiernie zakwaszone. Oznacza to m.in. niższą zdolność sorpcyjną względem wartości optymalnej (gleba o pH 4,6 w porównaniu do gleby o wartości pH 6,4 może mieć niższą właściwość sorpcyjną nawet o 30%). Dodatkowo zmienia się również udział kationów o charakterze zasadowym w glebie, na glebach silnie zakwaszonych (< pH 4,5) ich udział wynosi zazwyczaj poniżej 30%, podczas gdy przy odczynie lekko kwaśnym/obojętnym zwiększa się i wynosi ponad 80%. 

Miejsce pierwiastków zasadowych zajmowane jest przez rozpuszczalne formy chemiczne glinu.  W pierwszym z wymienionych przypadków mówimy o glebach o bardzo wysokim wysyceniu glinem aktywnym, natomiast w drugim o średnim/niskim wysyceniu glinem aktywnym. Pierwszym symptomem występowania aktywnego glinu w glebie (najczęściej przy pH < 5,0-5,5) jest zmiana składu chemicznego roślin. Najpierw rośliny pobierają więcej potasu i manganu, a mniej wapnia, magnezu i fosforu. W dalszej kolejności pogłębia się deficyt tych ostatnich, obserwując objawy ich niedoboru. Stosowanie wapnowania pozytywnie wpływa na ilość dostępnego wapnia dla roślin. Ma to szczególne znaczenie jeżeli na polu nie stosuje się obornika. 

Aby to wyjaśnić, najlepiej posłużyć się przykładem. Zmiana zakwaszenia z pH 4,5 do pH 6,4 powoduje ponad 4,5-krotny przyrost zasobności przyswajalnego wapnia. Jeśli na tej samej glebie regularnie stosuje się obornik, wówczas stopień zakwaszenia jest mniejszy (pH 5,1). Po wykonaniu zabiegu wapnowania wzrasta do poziomu pH 5,93. Na takim polu można oczekiwać przyrostu biodostępnego wapnia na poziomie +50%. Gleby regularnie wapnowane i nawożone obornikiem wykazują najwyższą zawartość wapnia przyswajalnego. Sam obornik na glebach, które są regularnie wapnowane umożliwia zwiększenie dostępności wapnia na glebach lekkich o 30%. 

Kontrola i dbałość o optymalny poziom pH gleb to jedno z kluczowych zadań w produkcji roślinnej.

Stosunek składników pokarmowych

Bardzo ważny jest również stosunek składników pokarmowych w glebie, bowiem wpływa on również (ograniczająco lub stymulująco) na wzrost roślin. Odpowiednia proporcja równoważnikowa pomiędzy wapniem a magnezem na polskich glebach lekkich powinna wynosić Ca:Mg 5-7,5:1, dla wapnia i potasu powinna wynosić Ca:K 10-15:1, dla potasu i magnezu odpowiednia to K:Mg <3:1. Badania polskie wskazują, że gleba bez wapnowania zawiera nieoptymalne proporcje ilościowe kationów. Dla przykładu gleba niewapnowana ma stosunek Ca:K 2,3:1, K:Mg 9,3:1, a po wapnowaniu odpowiednio Ca:K 17,1:1, K:Mg 1,5:1.

Wapnowanie gleb lekkich

Powyższe przykłady wskazują zasadność przeprowadzania regulacji pH, która oddziałuje zarówno na samą dostępność składników, ale również reguluje proporcje pomiędzy pierwiastkami. Szczególną rolę względem potasu znajduje wapnowanie na glebach lekkich i bardzo lekkich, gdyż wywołuje ona wzrost przyswajalności tego składnika. Na glebach nadmiernie zakwaszonych, zwiększa się znaczenie pierwiastków o charakterze kwaśnym, takich jak wodór, glin czy mangan, które konkurują z kationami pokarmowymi, zmniejszając ich pobranie. Obserwuje się zwiększoną intensywność migracji, magnezu, potasu oraz mikroelementów z wodą infiltrującą do głębokości większej niż zasięg systemów korzeniowych większości roślin uprawnych.  

Wapń jest odpowiedzialny za tworzenie trwałej struktury agregatowej. Trwałość wodoopornych agregatów glebowych w większym stopniu zależy od wapnia niż od magnezu. Dobra struktura gleby zapewnia dostęp do tlenu, zwiększa pojemność wodną gleby. Gleba lekka regularnie wapnowana wykazuje 0,7 – 2,6% wagowych wyższą pojemność wodną niż gleba niewapnowana. W praktyce oznacza to wyższą zdolność akumulacyjną rzędu 21 – 78 t na 1 ha, ekwiwalent 2,1 – 7,8 mm opadu.

Życie mikrobiologiczne gleby

Ostatnią kwestią, którą chciałbym poruszyć przy okazji tego wpisu jest życie organizmów glebowych. W procesie wzrostu i rozwoju roślin organizmy glebowe odgrywają bardzo ważną rolę. Bakterie, grzyby, glony, promieniowce, a nawet organizmy wyższego rzędu, jak dżdżownice mają pośredni bądź bezpośredni wpływ na plon. Drobnoustroje glebowe biorą udział w procesie rozkładu i mineralizacji materii organicznej, w przemianach azotu w glebie, a także w procesie wiązania azotu atmosferycznego. W ten sposób wymiernie wpływają na wspomnianą na początku jakość stanowiska. Więcej na ten temat piszę w materiale: Wpływ odczynu na życie mikrobiologiczne gleby

W innych wpisach na naszym blogu poruszam kwestię związku pH gleby z jej zdrowotnością i żyznością czy skutecznością nawożenia. Bardziej kompleksowo na temat wpływu odczynu na plon piszemy tutaj: Wpływ odczynu na wysokość i jakość plonu.

Podsumowując, wapnowanie ma wpływ bezpośredni na szereg właściwości gleby, zwiększa jej żyzność, zapewniając warunki wzrostu bliskie optymalnym. 

Więcej informacji na temat samych ekoschematów i planu nawozowego znajdziecie tutaj: Rolnictwo węglowe i zarządzanie składnikami odżywczymi Warto również dodać, że w tym roku kończy się program regeneracji środowiskowej gleb poprzez wapnowanie. Każda osoba, która planuje wziąć udział w programie musi dokonać zakupu przed końcem października 2023. Więcej informacji tutaj.

Źródło:

Fotyma M., Gosek S., Zmiany w zużyciu nawozów potasowych i ich konsekwencje dla żyzności gleb i poziomu produkcyjności roślinnej w Polsce. Nawozy i Nawożenie 2000 Nr (1)2.

Stępień M. Usefulness of farmyard manure for improving productivity and properties of soils degraded by long-term unbalanced mineral fertilization. 2015

Szymańska M., Łabętowicz J., Korc M., Procentowy udział kationów wysycających kompleks sorpcyjny jako wskaźnik do oceny jakości gleb. Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych, zesz. 520 cz.I.