Odczyn korzystny dla gleby i przyswajalności

Zanim przejdę do sedna tematu chcę zaciekawić pewnymi informacjami z żywienia roślin, które niby znamy z biologii, a umykają nam w praktyce rolniczej. Otóż rośliny – mimo że w ich składzie znajduje się ponad 90 pierwiastków chemicznych – do rozwoju potrzebują 16 niezbędnych. To one są brane pod uwagę przy nawożeniu pod zakładany plon i co najciekawsze – o tych najważniejszych mało mówimy i piszemy, bo nie stosujemy w nawożeniu. No może poza dwutlenkiem węgla, którym dokarmia się (podnosi jego stężenie) rośliny w szklarniach.

pH na kilka sposobów
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 makroelementów pobieranych w większych ilościach (azot, fosfor, potas, siarka, wapń i magnez) i 7 mikroelementów (żelazo, mangan, miedź, cynk, molibden, bor i chlor). Rośliny przez system korzeniowy pobierają wodę, tlen, związki mineralne i niektóre organiczne, a przez liście dwutlenek węgla, tlen, wodę i rozpuszczalne związki.

Warto regularnie badać gleby i zależnie od ich kategorii agronomicznej należy 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). Jak ważne jest optymalne pH gleby wie każdy rolnik. Nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że istnieją spore różnice w wartości pH zależnie od tego, jaką metodą ją badamy. I właśnie na ten element oraz na zależności odczynu pH gleby w zależności od metodyki badawczej warto zwrócić uwagę.

Odczyn pH na potrzeby zaleceń wapnowania gleb badany jest przez polskie Stacje Chemiczno- -Rolnicze wg ścisłej procedury i jest mierzone w roztworze soli obojętnej 1-molowego KCl. Jest to analiza nie bez błędów, ale bardzo dobra. Na podstawie tej procedury badawczej określane są przedział optymalnego odczynu dla poszczególnych kategorii agronomicznych gleb oraz zalecenia wapnowania.

Tego powinniśmy się trzymać, ale niestety nie wszyscy rolnicy badają gleby w Stacjach Chemiczno- Rolniczych. Z drugiej strony są też gospodarstwa, dla których podstawowe analizy to za mało. Są i takie, które wykonują specjalistyczne badania gleb za granicą. W praktyce oznacza to, że wyniki analizy tej samej gleby chociażby na przykładzie jej pH w każdym przypadku będą inne. Inny wynik otrzymamy bowiem mierząc pH samodzielnie tanimi pehametrami (oznaczona jest przewaga jonów wodorowych nad wodorotlenkowymi w roztworze glebowym – to kwasowość czynna), inny wynik otrzymamy w sieci polskich Stacji Chemiczno-Rolniczych (oznaczona jest przewaga jonów wodorowych i glinu nad wodorotlenkowymi w roztworze soli obojętnej 1 M KCl – kwasowość wymienna) glebowym – to kwasowość czynna, a inny wykonując badanie np. w Niemczech.

Badanie w polu nie jest dokładne
Największym błędem pomiaru odczynu gleby cechują się proste i tanie pehametry. Oczywiście takie badanie oddaje część prawdy o glebie, ale tylko część. Pomiar można wykonać na pehametrach płytkowych z użyciem odczynników, przy użyciu tzw. papierków lakmusowych albo z pomocą urządzeń elektronicznych potencjometrycznych. Te ostatnie zależnie od zaawansowania rozwiązań bywają dość dokładne, ale wynik wypacza sposób badania i warunki pogodowe. Pomiar może wypaczać uwilgotnienie gleby, temperaturę gleby i głębokość wbicia sondy.

Dla celów doradztwa w Stacjach Chemiczno-Rolniczych pH gleby w określonej procedurze mierzy się w 1-molowym roztworze chlorku potasu (KCl). Ten wynik jest średnio o 1 punkt pH niższy, niż pomiar wykonany w roztworze wodnym. Biorąc zatem tę różnicę oraz dodatkowo nieoptymalne warunki dla badania polowego może się zdarzyć, że wskazanie naszego pehametru będzie wynosiło np. pH 6, a pobrana z tego miejsca próbka przebadana w Stacji będzie miała pH poniżej 5.

Najlepiej jest polegać na badaniach w Stacji, tym bardziej, że otrzymamy informację o kategorii agronomicznej naszej gleby. Ale ponieważ Europa nie ma granic i polscy rolnicy uczestniczą w licznych spotkaniach w krajach UE słuchając wykładów także o odczynie gleb warto dodać, że np. w Niemczech wykorzystuje się inną metodykę badań pH gleby, a jeszcze inną w Stanach Zjednoczonych. Różnice w pH tej samej gleby wg polskiej i niemieckiej metodyki wielkie może nie są, ale są. W Polsce pH bada się w roztworze KCl, w Niemczech pH bada się w roztworze CaCl2. Różne są też czasy równoważenia roztworu co wpływa oczywiście na wynik.

Różne metody, różne wyniki
Mówiąc konkretnie i precyzyjnie w Polsce pH badane jest według standardu zalecanego w międzynarodowym podziale gleb (WRB) w wodzie destylowanej oraz w 1 M KCl w proporcji 1:2,5 przy czasie równoważenia 24 godziny (wytrząsanie). Zgodnie z metodyką niemiecką (AGB), badanie przeprowadza się w 0,01 M roztworze CaCl2 w proporcji 1:2,5 przy czasie równoważenia 15 minut. Natomiast wg standardu amerykańskiego (USDA) badanie wykonuje się w wodzie destylowanej oraz w 0,01 M CaCl2. Te informacje znalazłem w bardzo ciekawym opracowaniu z Rocznika Bieszczadzkiego autorstwa Andrzeja Kacprzaka, Marka Drewnika i Katarzyny Wasak pt. Zastosowanie różnych standardów pomiaru pH dla określenia klasy odczynu wybranych gleb doliny górnego Sanu.

Autorzy przebadali siedem profili glebowych reprezentujących różne gleby wg tych trzech różnych metodyk wykazując istotne różnice wyników. Podam za tą publikacją tylko wyrywkowy wynik dla mady brunatnej (tabela). Są to szczątkowe dane, ale z całych badań płynie wniosek, że pH mierzone w roztworze KCl jest średnio o 0,3 jednostki niższe od pH mierzonego w roztworze CaCl2. Wyniki zależnie od metodyki różnią się, ale też zachodzi statystyczny silny ich związek.

Środowisko dobre dla bakterii
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 potrzebują 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.

Optymalny przedział kwasowości
W wielu publikacjach można spotkać grafiki pokazujące przyswajalność pierwiastków zależnie od odczynu pH gleby. W artykule prezentujemy taki przykład, z którego wynika, że odczyn właściwy dla jednych pierwiastków powoduje hamowanie pobierania innych. 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, tworzą się minerały, rośnie 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 nie powodujących toksyczności. Warto jednak podać kilka ważnych informacji:

• azot – w warunkach gleb kwaśnych lepiej jest pobierana forma saletrzana, a gleb obojętnych – 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.

Podałem kilka przykładów zależności pH gleby i dostępności pierwiastków. Odczyn jest kluczowy, ale w praktyce nawożenia ważna jest znajomość antagonizmów i synerfgizmów zachodzących między pierwiastkami. O tym szerzej napiszę w nr. 45 „Tygodnika Poradnika Rolniczego”.

Marek Kalinowski