Zgodnie z Rozporządzeniem (UE) 2019/1009 ustanawiającym przepisy dotyczące udostępniania na rynku produktów nawozowych UE wyróżnia się obecnie siedem kategorii produktów nawozowych: nawozy, w tym: nawozy nieorganiczne, nawozy organiczno-mineralne, a także nawozy organiczne; polepszacze gleby; środki wapnujące; podłoża uprawowe; inhibitory; biostymulatory roślin; produkty nawozowe mieszane.

Zasada 1: Wapna do regulowania pH

Największym i najtańszym źródłem wapnia są środki wapnujące (wapna nawozowe). Środek wapnujący jest to nieorganiczna substancja zawierająca wapń lub magnez albo obydwa pierwiastki jednocześnie, głównie w formie tlenku, węglanu, wodorotlenku lub krzemianu. Środek wapnujący przeznaczony jest przede wszystkim do utrzymania lub podwyższenia pH gleby. W zależności od rodzaju i składu surowca naturalnego oraz sposobu powstania środki wapnujące zawierają od 20% do 80% CaO. Służą one jednak przede wszystkim utrzymaniu optymalnego odczynu gleby, a nie nawożeniu wapniem.

Optymalna wartość odczynu gleby zależy bowiem od jej rodzaju i doboru roślin w zmianowaniu. Pod względem korzystnej reakcji na wapnowanie, rośliny zbożowe możemy uszeregować następująco (kierunek od najsilniej do najsłabiej reagujących): jęczmień = pszenica > pszenżyto > żyto = owies. Wzrost plonów pod wpływem wapnowania szacuje się od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.

Na glebach kwaśnych rośliny mało wrażliwe na zakwaszenie gleby reagują na wapnowanie w małym stopniu, natomiast rośliny wrażliwe w bardzo wysokim stopniu. Stosowanie nawozów mineralnych na gleby o nieuregulowanym odczynie przestaje być efektywne, a zwiększenie dawek nawozów nie przekłada się na wzrost plonów roślin. Jedynym słusznym rozwiązaniem w tej sytuacji jest wapnowanie gleb, które powoduje przede wszystkim wzrost efektywności wykorzystania przez roślinność składników nawozowych, zwłaszcza azotu i fosforu, zapobiegając ich wymywaniu do wód gruntowych.

Zasada 2: Dokładne określenie odczynu

Do wykonania zabiegu wapnowania jest konieczne określenie aktualnego odczynu gleby, czyli stwierdzenia, w jakim stopniu gleba jest zakwaszona. Należy pamiętać, że utrzymanie w warunkach uprawy gleby i roślin, optymalnego odczynu gleby jest dla rolnika wciąż trudne, wręcz niewykonalne – gdyż po każdym sezonie wegetacyjnym odczyn może się obniżać w wyniku naturalnie zachodzących procesów mineralizacji glebowej materii organicznej i pobrania przez rośliny wapnia i magnezu z plonem.

Zatem należy wykonać analizy chemiczne gleby, aby określić jej pH. W polskim rolnictwie wciąż brak jest świadomości, że gleby w gospodarstwie są zakwaszone lub nawet silnie kwaśne. Najczęstszą przyczyną utrzymywania w gospodarstwie zakwaszonych gleb jest brak aktualnych analiz odczynu gleby (pH). Można to zrobić na dwa sposoby – precyzyjniej w laboratorium lub mniej dokładnie – metodą polową. Metoda polowa (kolorymetryczna z odczynnikiem Helliga) do oznaczania pH jest stosunkowo prosta i szybka, ale niestety w porównaniu z analizą chemiczną mniej dokładna i wymaga wykonania wielu prób do właściwej oceny aktualnego odczynu gleby.

Wapnując glebę należy koniecznie pamiętać, że o skuteczności zabiegu przesądza rodzaj wapna, dawka i termin jego stosowania, dostosowane do gatunku gleby. Do wapnowania można użyć wapna: tlenkowego, węglanowego lub dolomitowego, które różnią się oddziaływaniem na glebę. Wapna tlenkowe działają szybko i dlatego zaleca się je stosować na gleby kwaśne, cięższe. Najlepsze rezultaty daje częste ich stosowanie w małych dawkach. Wapna węglanowe zalecane są do stosowania na stanowiskach kwaśnych i bardzo kwaśnych, na gleby lżejsze. Można je również rozsiewać z powodzeniem na glebach cięższych.

Decydując się na zakup nawozu wapniowego warto wziąć również pod uwagę zawartość innych składników mineralnych, np. magnezu. W przypadku niedoboru tego pierwiastka należy stosować nawozy wapniowo-magnezowe, bo są one obecnie najtańszym źródłem magnezu w naszym kraju. Do wapnowania gleby pod uprawę roślin uprawnych i warzyw można stosować nawozy wapniowe z przerobu skał wapiennych lub z produkcji ubocznej. Jednak w tym drugim przypadku należy sprawdzić czy produkt nie zawiera metali ciężkich. Niekiedy, mimo iż są to niewielkie ilości, to biorąc pod uwagę dawki nawozów i systematyczne nimi wapnowanie, można doprowadzić do akumulacji szkodliwych metali w glebie, co w przypadku obniżenia pH gleby może rodzić ryzyko przedostania się ich do roślin.

Zasada 3: Ocena potrzeb wapnowania

Obliczanie dawek CaO na podstawie pH w KCl i kategorii agronomicznej gleby stosowana jest w praktyce w doradztwie rolniczym. Stąd też przed wysianiem wapna należy wykonać analizę chemiczną gleby w Okręgowej Stacji Chemiczno-Rolniczej w celu ustalenia jej aktualnego pH!

Ponieważ gleby różnią się właściwościami buforowymi, sama wartość pH gleby nie wystarcza do określenia dawki wapna, która jest potrzebna do zobojętnienia danej gleby i należy brać jeszcze pod uwagę dane dotyczące jej składu granulometrycznego. Następnie opierając się o ustaloną dla danej gleby klasę potrzeb wapnowania, wynikającą z pH i przynależności do kategorii agronomicznej (ze względu na określoną wielkość kompleksu sorpcyjnego, gleba posiada właściwy dla niej zakres optymalnego odczynu), wyznaczamy wielkość dawek nawozów wapniowych i wapniowo-magnezowych w przeliczeniu na CaO wyrażoną w megagramach (tonach) na hektar.

• Wysoka aktywność chemiczna nawozu wapniowego jest jedną z jego najistotniejszych właściwości. W przypadku twardych skał wapiennych decyduje o tym ich przemiał. Im drobniejszy tym lepszy i większa aktywność chemiczna

Zasada 4: Właściwy wybór nawozu

Aktywność chemiczna i reaktywność to ważne cechy wapna. Wybierając określony rodzaj nawozu wapniowego należy zwrócić uwagę także na takie cechy wapna, jak aktywność chemiczna i reaktywność. Skały pochodzące z różnych okresów geologicznych, z których wytwarzane jest wapno nawozowe posiadają inne właściwości chemiczne. Przydatność nawozów wapniowych pod względem skuteczności odkwaszania gleby opiera się więc na ocenie szeregu cech fizycznych i chemicznych, tj. stopień rozdrobnienia, aktywność chemiczna oraz siła zobojętniająca (zasadowość ogólna). Bardzo ważnym kryterium, od którego zależy działanie wapna jest stopień rozdrobnienia surowca, z którego produkowane jest wapno. Stopień rozsiewu (wyrażoną w % próby), pozostających na sicie o oczkach określonej średnicy. Cecha ta jest ważna w przypadku oceny skuteczności odkwaszania nawozów wytworzonych ze skał starszych, czyli twardych – nawozów dolomitowych.

W nawozach typu tlenkowego oraz miękkich wapieniach typu wapno kredowe, stopień rozdrobnienia ma dużo mniejsze znaczenie, ponieważ po wprowadzeniu do gleby rozpuszczają się one zazwyczaj stosunkowo szybko. Dlatego też ich działanie odkwaszające najczęściej jest obserwowane szybciej, bo już w pierwszym roku po zastosowaniu. Z tego względu wapna tlenkowego, które poza tym, że silnie pyli, nie można stosować na krótko przed siewem oraz pogłównie. Jego reaktywność może zaburzać wschody roślin, zakłócać życie biologiczne w glebie oraz powodować degradację materii organicznej. Dlatego też wapnem tlenkowym odkwaszamy gleby cięższe i zbite. Na takich glebach szybko działające wapno będzie korzystnie rozluźniało ich strukturę.

Wapna węglanowe (CaCO₃), do których należą, np.: kreda pylista, kreda pastewna, mączka wapienna, kreda jeziorna, działają wolniej, bo ich rozpuszczalność w glebie jest również mniejsza niż wapna tlenkowego. W związku z tym nawozy węglanowe są mniej reaktywne i polecane na gleby lżejsze. W przypadku tych nawozów czynnikiem, który decyduje o ich skuteczności odkwaszania jest przede wszystkim stopień rozdrobnienia. Dotyczy to również nawozów wapniowo-magnezowych, które pozyskuje się z dolomitów przez ich prażenie lub mielenie. Skały dolomitowe są bardzo twarde, więc mielenie musi być bardzo dokładne. Skuteczność dolomitów w odkwaszaniu gleby jest często niewielka i na efekty zmiany odczynu trzeba czekać nawet kilka lat.

Zasada 5: Aktywność chemiczna

Do właściwości najbardziej zmiennych należy aktywność chemiczna wapna (szybkość reakcji nawozu wapniowego z glebą). Aktywność chemiczna waha się od kilku procent dla twardych wapieni i dolomitów z okresu prekambryjskiego, do niemal 100% dla miękkich skał z okresu kredowego. Aktywność chemiczna nawozów wapniowych tlenkowych wynosi około 200%. Szybkość i stopień reakcji gleb na zastosowane nawozy wapniowe zależą więc nie tylko od jego formy, ale i poziomu wymieszania nawozu z glebą, rodzaju i stopnia rozdrobnienia nawozów oraz wilgotności gleby.

Wysoka aktywność chemiczna nawozu wapniowego jest jedną z jego najistotniejszych właściwości ważnych dla rolnika. Nawozy dolomitowe mimo iż cechują się doskonałą siłą zobojętniającą, to najczęściej mają niską aktywność chemiczną, co w efekcie przesądza o ich wolnym działaniu odkwaszającym. Aktywność chemiczną nawozów może poprawić dobre zmielenie surowca, ale niestety jest to zabieg wiążący się z ponoszeniem dodatkowych kosztów. Często więc w pierwszym a nawet drugim roku po zastosowaniu dolomitów, zwłaszcza gdy nawóz nie jest dostatecznie rozdrobniony, działanie odkwaszające jest niewielkie. Odwrotnie jest natomiast przy stosowaniu kredy, pomimo że nawóz ten posiada mniejszą siłę zobojętniającą w porównaniu z wapnem dolomitowym, to efekt odkwaszający kredy jest prawie natychmiastowy. Kreda taką cechę zawdzięcza wysokiej aktywności chemicznej, sięgającej 80–100%. Dlatego po zastosowaniu kredy efekty odkwaszania widoczne są już w pierwszym roku i utrzymują się nawet 3 lata. Skuteczność odkwaszania natomiast wapieni dolomitowych widoczna jest dopiero w drugim roku po wapnowaniu, ale w dłuższej perspektywie działanie odkwaszające trwa na ogół dłużej niż kredy.

Zasada 6: Siła zobojętniania

Kolejna ważna cecha wapna to siła zobojętniająca, tzw. zasadowość ogólna. Ten parametr wyraża zdolność jednostki masy skały lub nawozu do zobojętniania określonej ilości kwasu. Wyraża się go w % w stosunku do siły zobojętniającej 1 g CaO przyjętej za 100%. Zasadowość ogólna powinna teoretycznie być równa procentowej zawartości CaO w nawozie, ale w praktyce może być mniejsza lub większa od teoretycznej.

Zasadowość ogólna mniejsza niż procentowa zawartość CaO w nawozie występuje wtedy, gdy wapń jest częściowo w postaci soli obojętnych, np. siarczanu wapnia (CaSO₄). Natomiast z przypadkiem siły zobojętniającej większej mamy do czynienia wówczas, gdy w nawozie obok wapnia występuje magnez. Wynika to z zależności, że tlenek magnezu ma o 40% większą siłę zobojętniającą niż tlenek wapnia (1 t MgO powoduje taki sam efekt odkwaszający w glebie jak 1,4 t CaO). Z tego względu dolomity mają większą siłę zobojętniającą niż wapienie, ale pod warunkiem, że rozpuszczą się w glebie.

Zasada 7: Optymalny termin po żniwach

Odczyn gleby należy kontrolować w cyklach dwu lub trzysezonowych. Na tej podstawie należy podjąć decyzje czy będzie to wapnowanie podtrzymujące żyzność gleby, czy też krytyczne, to znaczy wtedy, gdy odczyn gleby jest silnie kwaśny, a planujemy wysiać rośliny wrażliwe na odczyn gleby i istnieje ryzyko utraty plonu. Wapniowanie wykonane w terminie optymalnym obejmuje okres po żniwach, przed planowanym wysiewem roślin ozimych.

Wapnowanie interwencyjne wykonuje się tuż przed lub po wysiewie w pełnym okresie wegetacji. Wówczas wskazaniem do wykonania tego typu zabiegu są wizualne skutki zakwaszenia gleby. Rośliny nie rozwijają się, pojawiają się rośliny wskaźnikowe kwaśnego odczynu gleby. Pod uprawę większości roślin najlepiej jest odczyn gleby doprowadzić do zakresu pH 6,0–7,0. O skuteczności zabiegu wapnowania przesądza głównie dawka i rodzaj wapna. Zbyt gwałtowne podniesienie odczynu gleby za pomocą dużej dawki wapna, powyżej zalecanych wartości, może prowadzić do degradacji gleby. Zastosowanie zbyt dużej dawki wapna może też zmniejszać dostępność: boru, fosforu czy manganu dla roślin, a w przypadku zastosowania zbyt dużej ilości wapna tlenkowego pogarszać właściwości fizyczne gleby.

Warto pamiętać, że gleby lżejsze, ze względu na mały kompleks sorpcyjny, należy wapnować częściej niż gleby cięższe, stosując przy tym mniejsze dawki nawozu. Zaleca się 1,5 t CaO/ha w formie wapna węglanowego na glebach lekkich, 2,0 t CaO/ha w formie wapna węglanowego lub tlenkowego na glebach średnich i 2,5 t CaO/ha w formie wapna tlenkowego na glebach ciężkich, co około 4 lata. Przy wapnowaniu koniecznym na gleby bardzo lekkie i lekkie zaleca się zastosować 2–3 t CaO/ha w formie wapna węglanowego, na średnie 3,0–4,5 t CaO/ha w formie wapna węglanowego lub tlenkowego, a na gleby ciężkie 3,0–6,0 t CaO/ha w formie wapna tlenkowego. Na gleby z niedoborem magnezu zaleca się wysiewać wapno dolomitowe lub wapno magnezowe, bo magnez także działa odkwaszająco na glebę.

Ku pamięci o wapnowaniu

1. Wapnowanie pozostaje wciąż podstawowym zabiegiem agrotechnicznym o wielostronnym korzystnym wpływie na właściwości fizyczne, fizykochemiczne i biologiczne gleby. Poprawia aktywność mikrobiologiczną środowiska glebowego poprzez zwiększenie rozwoju pożytecznych mikroorganizmów, biorących udział w tworzeniu gruzełkowatej struktury gleby i rozkładaniu resztek pożniwnych, aktywizuje procesy mineralizacji, zwiększa dostępność i poprawia efektywność wykorzystania składników pokarmowych.
2. Przed wysianiem wapna zaleca się wykonać analizę chemiczną gleby w celu ustalenia jej aktualnego pH. Dzięki temu niedrogiemu badaniu poznaje się odczyn gleby i zyskuje możliwość trafnego wyboru rodzaju wapna. W przypadku gleb zakwaszonych i jednocześnie z niedoborem magnezu zaleca się wysiać nawóz wapniowo-magnezowy. Gdy natomiast wyniki analizy gleby potwierdzają wystarczającą zasobność gleby w przyswajalny magnez, wystarczy zastosować zwykłe wapno nawozowe.
3. Żelazną zasadą wapnowania jest to, że nie można tego zabiegu łączyć ze stosowaniem większości nawozów mineralnych, gdyż prowadzi to do strat składników pokarmowych. Dotyczy to między innymi azotu ulatniającego się do atmosfery w postaci amoniaku oraz fosforu, który w połączeniu ze związkami wapniowymi ulega uwstecznieniu do form niedostępnych dla roślin. Również nawożenie obornikiem świeżo wapnowanego pola jest nieefektywne. Wskazane zatem jest, aby między wapnowaniem a wprowadzaniem do gleby innych nawozów mineralnych lub organicznych upłynęło co najmniej 6 tygodni.

Dr hab. Dorota Pikuła
IUNG – PIB Puławy

Artykuł ukazał się w Tygodniku Poradniku Rolniczym 11/2023 na str. 35. Jeśli chcesz czytać więcej podobnych artykułów, już dziś wykup dostęp do wszystkich treści na TPR: Zamów prenumeratę.