Istotnym czynnikiem wpływającym na kształtowanie żyzności gleby jest jej odczyn. Około 40% gleb świata dotkniętych jest jakąś formą stresu związanego z niskim pH. W Polsce od dłuższego czasu – jednym z najpoważniejszych problemów degradacji gleb jest nadmierne i stale utrzymujące się ich zakwaszenie.
Jednocześnie należy podkreślić, że nie ma województwa, w którym nie stwierdzano by występowania takich gleb. Wśród gleb wykorzystywanych rolniczo przeważają podatne na zakwaszenie gleby lekkie i bardzo lekkie, które wytworzyły się z bezwęglanowych osadów polodowcowych. Stąd jednym z zasadniczych narzędzi, które umożliwią podniesienie efektywności ekonomicznej gospodarstw rolnych jest zabieg wapnowania. Działania mające na celu podniesienie efektywności ekonomicznej gospodarstw rolnych oraz ograniczenie eutrofizacji wód powierzchniowych, w tym zabieg wapnowania wpisują się w Strategiczny Plan dla Wspólnej Polityki Rolnej na lata 2023 – 2027, który został zatwierdzony przez Komisję Europejską 31 sierpnia 2022 r.
Poprawa efektywności ekonomicznej gospodarstw może być realizowana na wielu płaszczyznach. Warunkiem wyjściowym jest jednak poprawa parametrów glebowych, które warunkują produkcję rolną. Bowiem od jakości rolniczej przestrzeni produkcyjnej uzależniona jest jakość i ilość wytwarzanych płodów rolnych, opłacalność produkcji rolnej, jak również jej oddziaływanie na środowisko przyrodnicze. Najważniejszymi właściwościami wpływającymi bezpośrednio na jakość gleby są między innymi skład granulometryczny, zawartość próchnicy i odczyn gleby. W trakcie zabiegów agrotechnicznych producent rolny może w ograniczonym zakresie wpływać na właściwości gleby. W dłuższej perspektywie czasowej w efekcie między innymi stosowania odpowiedniego płodozmianu może utrzymać na stałym poziomie względnie zwiększyć ilość próchnicy glebowej. Jednakże najszybciej i najłatwiej można wpłynąć na poprawę odczynu gleby, w efekcie jej wapnowania.
Gleby lekkie charakteryzują się najczęściej silnym zakwaszeniem oraz niską zawartością substancji organicznej i mineralnej frakcji koloidalnej, co prowadzi do zmniejszenia ich zdolności sorpcyjnych i w konsekwencji do pogorszenia ich jakości. W rezultacie najmniejszymi właściwościami buforowymi wobec zakwaszenia odznaczają się gleby bielicowe, płowe i brunatne, zaś najbardziej odporne na czynniki zakwaszające są czarnoziemy, mady i gleby torfowe torfowisk niskich. Warunki klimatyczne Polski, gdzie suma opadów atmosferycznych przekracza ilość wody wyparowanej, są dodatkowym czynnikiem powodującym zakwaszenie gleb, w konsekwencji okresowego wymywania składników między innymi wapnia i magnezu z poziomu uprawnego. Prowadzi to do ich przechodzenia w głębsze warstwy profilu glebowego i wraz z wodami drenarskimi lub w wyniku spływu powierzchniowego ich przedostawania się do kanałów, rzek i zbiorników wodnych.
Zakwaszenie gleb przyczynia się z reguły do pogorszenia wielu ich właściwości, co w konsekwencji prowadzi do toksycznego wpływu na rośliny niektórych pierwiastków, zwłaszcza metali ciężkich lub osłabionego pobierania składników pokarmowych. W glebach kwaśnych dochodzi do osłabienia aktywności mikrobiologicznej oraz szeregu negatywnych zmian ich właściwości fizycznych. Zmniejszająca się aktywność biologiczna bakterii i promieniowców może doprowadzić do zahamowania wielu korzystnych przemian mikrobiologicznych, między innymi przemian związków azotowych, takich jak nitryfikacja i wiązanie wolnego azotu. W glebach kwaśnych dochodzi również do obniżenia aktywności enzymów, miedzy innymi dehydrogenazy, fosfatazy, proteazy, czy ureazy, co wiąże się miedzy innymi z zawartością substancji organicznej.
W glebach kwaśnych wadliwe są także stosunki wodne i powietrzne, głównie na skutek niestabilności struktury gruzełkowatej. Gleby kwaśne charakteryzują się także niekorzystnymi zmianami właściwości chemicznych, które obejmują głównie wymywanie składników o charakterze zasadowym, wzrost rozpuszczalności związków glinu, żelaza, manganu i innych substancji toksycznych dla roślin oraz spadek przyswajalności składników pokarmowych. Duże nasilenie tych procesów prowadzi do postępującej degradacji środowiska glebowego i w efekcie ograniczenia wzrostu i rozwoju roślin, jak również pogorszenia ich jakości.
Przyjmuje się, że główną przyczyną ujemnego oddziałania kwaśnego odczynu gleby na wzrost roślin jest obecność dużej ilości jonów Al3+, który uważany jest za jeden z najbardziej toksycznych składników takich gleb. W glebach kwaśnych przy wzrastających stężeniach Al3+ dochodzi do zmniejszenia pobrania Ca2+ i Mg2+, zmniejszeniu nie ulega natomiast pobieranie K+. Prowadzi to do rozszerzenia stosunku K:(Ca+Mg), czego następstwem może być pogorszenie jakości roślin przeznaczonych na pasze, a w konsekwencji wystąpienie tężyczki pastwiskowej u bydła. W glebach kwaśnych ponadto wraz ze wzrostem zawartości glinu dochodzi do wyraźnego ograniczenia dostępności fosforu i molibdenu, w efekcie wytrącania się trudno rozpuszczalnych fosforanów i molibdenianów glinu i żelaza.
Wraz ze wzrostem zakwaszenia gleby w roztworze glebowym i kompleksie sorpcyjnym zwiększa się ilość Mn2+. Podobnie jak w przypadku glinu, mangan (jak również żelazo) ogranicza sorpcję wapnia i magnezu. Wynika to nie tylko z blokowania ujemnych ładunków przez te jony, ale również zmniejszania się ogólnej pojemności kompleksu sorpcyjnego.
W wyniku zakwaszenia dochodzi również do niekorzystnych zmian w składzie jonowym kompleksu sorpcyjnego gleb. W glebach kwaśnych w miejsce kationów zasadowych Ca2+, Mg2+, K+ i Na+ wchodzą do kompleksu sorpcyjnego kationy kwaśne H+ i Al+. Przyjmuje się, że ich udział w glebach bardzo kwaśnych (pH < 4,5) często może być wyższy niż 50% ich całkowitej pojemności sorpcyjnej. W kompleksie sorpcyjnym gleb kwaśnych kationy H+ i Al+ mogą stanowić więcej niż 80% wszystkich kationów. W glebach takich stwierdza się ponad trzykrotnie niższe w porównaniu do wysycenia optymalnego (65% Ca2+, 10% Mg2+, 5% K+ i 20% H+) wysycenie kompleksu sorpcyjnego zasadami.
Optymalizacja odczynu gleby, prowadząca do poprawy jej właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych, umożliwiłaby producentom rolnym łatwiej wpisać się w cele Planu Strategicznego dla Wspólnej Polityki Rolnej na lata 2023 – 2027 poprzez zwiększenie efektywności ekonomicznej gospodarstw rolnych, poprawę konkurencyjności gospodarstw na rynku, wspieranie zrównoważonego rozwoju w aspekcie ochrony wód powierzchniowych, a także przyczynienie się do ograniczenia procesu utraty bioróżnorodności biologicznej, która wynika związana jest między innymi z zanieczyszczeniami ze źródeł rolniczych. Zwiększenie uzyskiwanych plonów roślin oraz poprawa ich parametrów jakościowych doprowadziłaby również do zwiększenia bezpieczeństwa żywnościowego w kraju.
dr hab. Marzena S. Brodowska, prof. uczelni
