Czym jest pH gleby?

Roman Rutkowski

pH gleby

pH gleby, zwane również odczynem gleby jest pojęciem dobrze znanym rolnikom i określa stosunek stężenia jonów wodorowych do jonów wodorotlenkowych w roztworze glebowym. To właśnie odczyn gleby określa czy mamy do czynienia z glebą kwaśną czy zasadową.

Początkowo odczyn określany był za pomocą stężenia jonów wodorowych wyrażonego w molach H+ na dm3. Posługiwanie się różnicami stężeń było jednak dość trudne, dlatego na początku XX wieku została opracowana specjalna skala pH oparta na logarytmie stężeń.

Zanim przejdę do konkretów zaznaczę, że dla wszystkich, którzy wolą oglądać zamiast czytać przygotowaliśmy film, w którym wyjaśniam najważniejsze kwestie związane z samym odczynem gleby. Z poniższego filmu dowiecie się czym jest pH gleby i co się z tym wiąże. Odpowiadam na pytanie kiedy mówimy o odczynie kwaśnym, obojętnym i zasadowym. Wyjaśniam także dlaczego jedna i ta sama próbka gleby może mieć dwie różne, wciąż prawidłowe wartości pH. W drugiej części filmu zobaczycie wykonany „na szybko” pomiar pH gleby za pomocą dwóch urządzeń pomiarowych. W razie pytań piszcie w komentarzach pod filmem.

Skala pH

Skala kwasowo-zasadowa (skala pH) obejmuje wartości od 0 do 14. Przy czym wartość 7,0 oznacza glebę obojętną, wartości poniżej 7,0 wskazują, że gleba jest kwaśna (przewaga jonów H+), a wartość powyżej 7,0 to odczyn alkaliczny, inaczej zasadowy (przewaga jonów OH-).

Ponieważ skala opiera się na logarytmie, oznacza to, że liczba jonów H+ przy pH równym 4,0 jest 10 razy większa niż dla pH na poziomie 5,0 i 100 razy większa niż dla pH równego 6,0. Dlatego należy być ostrożnym w porównywaniu spadków lub wzrostów odczynu, jeśli chodzi o ilość dodawanych czynników zakwaszających lub alkalizujących. Dodatkowo obraz zniekształca bufor glebowy, który jest uzależniony od klasy agronomicznej i zawartości próchnicy w glebie. Aby więc zmienić pH gleby o jedną jednostkę na glebie cięższej, bogatszej w próchnicę, o niższym pH wyjściowym trzeba dostarczyć większy ładunek aktywnego Ca2+ niż na glebę lżejszą, o niższej zawartości próchnicy i wyższym odczynie wyjściowym.

Należy jeszcze pamiętać, że odczyn to kwasowość czynna. Poza nią wyróżniamy kwasowość ukrytą, kwasowość wymienną oraz kwasowość hydrolityczną. W praktyce diagnostycznej pomiar pH dokonuje się w obecności roztworu soli potasowej. Metoda ta pozwala częściowo uwzględnić w pomiarach również kationy wymienne. Z tego powodu odczyn mierzony w KCl jest zwykle niższy niż odczyn mierzony w wodzie, a poziom różnicy zależy od właściwości gleby.

Klasyfikacja gleb ze względu na wartość odczynu.

Kwasowość i bufor glebowy

W zależności od odczynu, glebę przyporządkowuje się do jednej z grup – od bardzo kwaśnej do zasadowej. Ładunek CaO, jaki należy dostarczyć w celu likwidacji zakwaszenia, zależy od składu gleby – ilości próchnicy i cząstek koloidalnych, oraz od odczynu wyjściowego. Wydawać by się mogło, że dobrym rozwiązaniem byłaby znajomość pełnej kwasowości hydrolitycznej, jednak doświadczenie pokazuje, że zastosowanie dawki zgodnie z kwasowością hydrolityczną nie powoduje pełnej neutralizacji gleby. Sytuacja komplikuje się bowiem w wyniku funkcjonowania systemu buforowego gleby, który ujawnia kolejne pokłady zakwaszenia.

Bufor gleby jest mechanizmem, który pozwala na przyjmowanie jonów kwasowych lub zasadowych bez nagłej zmiany odczynu. Jest to swojego rodzaju amortyzator, którego siła zależy od ilości i jakości układu koloidalnego.

Gleby lekkie, o niskiej zawartości próchnicy, są bardziej podatne na zmiany niż ciężkie, o dużej zawartości próchnicy.

Dlatego konieczne jest oparcie dawek na pewnych założeniach doświadczalnych oraz ocenie efektów wapnowania w kolejnych badaniach gleby. Znajomość roli buforu glebowego pokazuje, jak ważne jest systematyczne wapnowanie, skoro zakwaszenie gleby postępuje systematycznie, powoli i nie zawsze ujawnia się w prostych badaniach pH w KCl.

Badanie i analiza gleby

Badanie gleby i dalsza jej analiza, to podstawowa i najważniejsza czynność, jeśli zależy nam na możliwie najwyższych, jakościowych plonach. Musimy ustalić w jakim stanie jest podłoże na danej działce. Czy pH oscyluje w granicach 6, 5, a może nawet 4? Każda z tych sytuacji wymaga nieco innego podejścia, dlatego tak ważne jest ustalenie „na czym stoimy”.

Nie będę się jednak rozpisywał w tym wpisie na temat badań gleby, ponieważ temat ten jest na tyle obszerny, że poświęciliśmy mu oddzielny artykuł: Wszystko o badaniu gleby. Powiem więcej, jest na tyle obszerny, że poświęciliśmy mu całą serię filmów, z których można dowiedzieć się, jak przejść przez cały proces analizy gleby począwszy od obserwacji objawów na polu, aż po badanie własnoręcznie zebranych próbek gleby w laboratorium. W kolejnych filmach pokazujemy również jak pobrać próbki gleby z pola, a także jak można wykonać podstawowe badanie we własnym zakresie. Odnośniki znajdziecie w artykule: Wszystko o badaniu gleby.

Są dwa główne czynniki, które przemawiają za wykonaniem badań w laboratorium. Po pierwsze i najważniejsze – tylko w laboratorium uzyskamy dokładny niczym niezakłócony wynik świadczący o faktycznym odczynie. Badania polowe obarczone są często dużym błędem. Po drugie, wykonując badanie w laboratorium można liczyć na szereg profesjonalnych zaleceń. Jeśli okaże się, że badana gleba daleka jest od ideału, wówczas wraz z wynikiem analizy otrzymamy wskazówki odnośnie tego, jak ten stan można poprawić (warto dopytać, czy wybrane laboratorium ma taką usługę).

Jakie pH gleby lubią rośliny?

pH 7.0 oznacza wartość neutralną, czyli z wielu punktów widzenia optymalną. Jednak coś takiego jak idealny, zawsze uniwersalny odczyn nie istnieje. Wszystko przez to, że rośliny mają różne wymagania oraz inną tolerancję na wahania pH. Przykładowo większość roślin jarych ma wysokie lub bardzo wysokie wymagania w tym zakresie. Takie rośliny jak bobik, fasola, bób, dynia, kapusta biała, kapusta czerwona, brukselka, kapusta włoska czy kapusta pekińska najlepiej rosną na glebie o pH na poziomie 6,5-7,4. Łatwiejszy pod tym względem w uprawie będzie burak cukrowy, rzepak jary, jęczmień jary, pszenica jara, czy warzywa takie jak, cebula, marchew, ogórek, sałata, seler, szparag, szpinak, burak czerwony, kalafior. Dla tych roślin wystarczy odczyn w zakresie 6,0-6,8.

Są również rośliny, które mają jeszcze mniejsze wymagania lub raczej wyróżniają się jeszcze większą tolerancją na niższy odczyn. Należą do nich m.in. owies, pszenżyto jare, kukurydza, ziemniak, łubin wąskolistny, czy warzywa takie jak pomidor, koper i pietruszka. Wspomniane gatunki znoszą pH na poziomie 5,6-6,2. Do najbardziej tolerancyjnych upraw w tym zakresie zaliczamy żyto czy seradelę.

Oczywiście nie należy mylić tolerancji z optymalnymi wymaganiami glebowymi. W optymalnych warunkach roślina plonuje najlepiej. Jednak jeśli przekroczymy zakres tolerancji, wówczas zmiany w plonowaniu i jakości plonu mogą być drastyczne. Najlepiej widać to na poniższym filmie, gdzie możecie zobaczyć, jak wyglądają rośliny rosnące na glebie o pH mieszczącym się w zakresie tolerancyjnym oraz jak wyglądają rośliny rosnące na zbyt kwaśnej glebie.

Dlaczego pH gleby jest ważne?

W ostatnich latach coraz więcej rozmawiamy pH gleby, ponieważ ma on bardzo duży wpływ na wzrost i rozwój roślin. Odczyn jest jednym z najważniejszych czynników plonotwórczych. Specjaliści wymieniają go już na drugim miejscu… zaraz po wodzie. Dopiero na dalszych „pozycjach” pojawia się zasobność gleby, jej struktura, stanowisko i in.

Odczyn gleby jest tak ważny, ponieważ ma wpływ na ogromną liczbę innych czynników decydujących o fizycznych i chemicznych właściwościach gleby. pH ściśle związane jest z żyznością podłoża oraz dostępnością składników pokarmowych. To właśnie odczyn decyduje o tym, czy gleba będzie „zdrowym” środowiskiem, czy może będą w niej związki toksyczne hamujące wzrost organizmów. Jest naprawdę sporo kwestii, które trzeba w tym kontekście poruszyć i zrobiliśmy to już w jednym z poprzednich wpisów. Więcej informacji znajdziecie: tutaj.

Jak można zmienić pH gleby?

Rolnicy dążą najczęściej do zwiększenia pH. Dzieje się tak ponieważ produkcję roślinną w naszym kraju prowadzimy głównie na glebach, na których zakwaszenie postępuje. Zabiegiem, który pozwala na skuteczną zmianę pH jest wapnowanie, czyli aplikacja nawozów wapniowych. Nawozy te dostępne są w postaci sypkiej oraz granulowanej. To jaki nawóz najlepiej zastosować zależy od konkretnego przypadku, warunków polowych oraz oczekiwań. Na temat samego wapnowania więcej pisał Michał w swoim artykule: Wapnowanie – jeden zabieg na wiele problemów.

No dobrze, skoro wiemy jak podnieść pH i tym samym obniżyć kwasowość gleby, to czy jesteśmy w stanie ten proces przeprowadzić w drugą stronę? Czy można świadomie obniżyć pH gleby? Oczywiście. Najlepszym i najprostszym sposobem obniżenia pH na dużej powierzchni jest zastosowanie nawozów zakwaszających glebę. Poniżej załączam trzy grafiki, które będą w tej sytuacji przydatne. Na małym areale, czyli w ogródkach przydomowych czy szklarniach do obniżenia pH stosuje się również kwaśny torf, trociny czy korę sosnową.

Lista nawozów zakwaszających glebę.

Lista nawozów neutralnych dla gleby.

Lista nawozów, które alkalizują glebę.

Przyczyny zakwaszenia gleby

W idealnym świecie raz ustabilizowane pH gleby pozostałoby na swoim poziomie i nie musielibyśmy nigdy więcej przejmować się tym parametrem. Rzeczywistość jest jednak zupełnie inna. Z uwagi na szereg czynników środowiskowych i… działalności człowieka zakwaszanie gleb w naszym kraju jest procesem wciąż postępującym. Zatem o odczyn gleby trzeba dbać tak samo, jak o ochronę roślin przed chorobami w trakcie ciepłej i wilgotnej wiosny. Oczywiście wapnowanie utrzymujące aktualny stan pH wykonuje się systematycznie mniejszymi dawkami wapna. O tym jak małymi decyduje rodzaj gleb i sytuacja środowiskowa.

Czy w takim razie można jakoś przeciwdziałać zakwaszaniu gleby? Mówiąc w skrócie: tak. Prawda jest w tym przypadku przewrotna, ponieważ sporą odpowiedzialność za postępujące obniżanie odczynu ponosi… człowiek. Problemy z dużym zakwaszeniem pojawiają się przede wszystkim na skutek działalności człowieka. Mowa między innymi o zanieczyszczeniach gazowych oraz kwaśnych deszczach (azot, siarka). Bardzo duży wpływ ma również intensyfikacja rolnictwa. Więcej na ten temat piszę w oddzielnym materiale: Najważniejsze przyczyny zakwaszenia gleby.