Z artykułu dowiesz się
- Jakie są naturalne źródła wapnia w glebie?
- Jak niedobór wapnia w glebie ma wpływ ludzi?
- Jaka jest rola wapnia w rozwoju roślin?
r e k l a m a
Partnerzy portalu
Niedobry wapnia w glebie skutkują jego niedoborami u ludzi i zwierząt
05.03.2021autor: Natalia Marciniak-Musiał
W ubiegłym tygodniu odebrałam telefon od starszego pana, rolnika, który poprosił o artykuł na temat wapnia. Jak przyznał, prawie cała rodzina cierpi zdrowotnie z powodu braku tego pierwiastka. Słusznie stwierdził, że problem na pewno zaczyna się w glebie. Jak zatem jest z tym wapniem?
U ludzi i zwierząt wapń pomaga zapewnić prawidłowe funkcjonowanie układu kostnego i mięśniowego, jest też głównym budulcem zębów, przyczynia się do utrzymania prawidłowego metabolizmu energetycznego i przekaźnictwa nerwowego.
r e k l a m a
Brak wapnia generuje choroby u wszystkich organizmów żywych
W Polsce istnieje poważny problem zbyt niskiego spożycia przez ludzi wapnia dostarczonego z dietą. Z badań medycznych wynika, iż połowa kobiet i mężczyzn wieku 20–60 lat nie pokrywa dziennego zapotrzebowania na ten ważny makroelement. Zaś wśród kobiet i mężczyzn w wieku pomiędzy 60 i 80 lat prawie 80% nie realizuje norm spożycia na wapń! Brak wapnia generuje choroby u wszystkich organizmów żywych, a więc u roślin i zwierząt.
Niedobór wapnia w produktach roślinnych i zwierzęcych jest wynikiem braku tego makroelementu w naszych glebach. W Polsce ze względu na budowę geologiczną skał macierzystych i panujący klimat umiarkowany, z przewagą w okresie jesieni i zimy opadów nad parowaniem, przeważają gleby o małym kompleksie sorpcyjnym, lekkie i zakwaszone, bo wytworzone na kwaśnych skałach naniesionych przez lodowce, a więc z niską zawartością wapnia i magnezu. W dodatku postępująca intensyfikacja rolnictwa i stosowanie nawozów mineralnych fizjologicznie kwaśnych sprawia, że problem niedoboru wapnia dla roślin narasta.W Polsce wciąż coroczne straty wapnia, a więc wypłukiwanie wapnia z opadami i wynoszenie tego składnika z gleby z plonami roślin nie są pokrywane ponieważ rolnicy stosują wciąż za mało CaO na hektar!!!
- Obniżające się pH gleby prowadzi do uwalniania toksycznych jonów glinu. Toksyczny glin jest częstą przyczyną niepowodzenia w uprawie wrażliwej lucerny. Może również powodować spore ubytki w obsadzie zbóż
Niedobór wapnia silnie ogranicza wzrost roślin
Naturalnym źródłem wapnia w glebie są węglany, krzemiany, glinokrzemiany i siarczany. Gleby wytworzone z wapieni oraz gleby pobagienne są zasobne w wapń. Najmniej wapnia jest natomiast w glebach płowych oraz bielicowych. Niedobór wapnia dla roślin działa silnie ograniczająco na ich wzrost i plonowanie pomimo iż zawartość wapnia w glebie jest wyższa niż potrzeby pokarmowe roślin. Dodatkowo zawartość wapnia w glebie zależy głównie od rodzaju skały macierzystej, a jego dostępność dla roślin od stopnia kwasowości gleby, która decyduje o intensywności rozpuszczalności danego minerału i uwalnianiu z nich wapnia. W efekcie wapń w glebie występuje w formach mniej lub bardziej dostępnych dla roślin.
Przy pH powyżej 7,2 wapń jest niedostępny dla roślin z uwagi na tworzenie przez ten kation połączeń nierozpuszczalnych w wodzie. Dodatkowo wraz ze "starzeniem się gleb" i wskutek przemywania ich przez opad atmosferyczny ilość wapnia w glebie sukcesywnie zmniejsza się. To sprzyja dalszemu procesowi zakwaszenia gleb i uwalnianiu do roztworu glebowego szkodliwych związków glinu, którego jony hamują procesy fizjologiczne roślin. Zawartość w glebie, jak i aktywność toksycznego glinu kontroluje stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego wapniem. Optymalny udział kationów zasadowych w kompleksie sorpcyjnym, np. dla roślin tolerujących zakwaszenie wynosi od 66 do 85%, w tym wapnia 56–70% przedstawiono w tabeli 1.Po zwapnowaniu gleby lub wprowadzeniu do gleby nawozów mineralnych z wapniem dochodzi natomiast do neutralizacji toksycznego glinu. Dlatego tak ważne jest regularne wapnowanie gleb. W praktyce rolniczej wapń wnosimy do gleby z obornikiem oraz w nawozach wapniowych i mineralnych. Stosowanie nawozów azotowych, nawozów azotowych z siarką, takich jak: siarczan amonu, mocznik, saletra amonowa, siarczan potasu lub siarczan magnezu działa zakwaszająco na glebę. Najszybciej zakwasza glebę siarczan amonu. W celu zneutralizowania np. 1 kg zastosowanego azotu trzeba zastosować 1,0–1,5 kg CaO, a na zneutralizowanie 1 kg stosowanej siarki minimum 2 kg CaO. Przy stosowaniu średnio 73 kg azotu na hektar, należy wysiać minimum 73–110 kg CaO/ha. Ponadto wapń jest wymywany z gleby naturalnie. Szacuje się, że w ciągu roku wymywane jest przez opad atmosferyczny ok. 200 kg CaO/ha. Im gleba ma wyższy odczyn oraz jednorazowo stosuje się większą dawką, tym więcej wapnia ulega wymyciu. Wapń z gleby wynosi się z plonami roślin uprawnych, przeciętnie od 15 do aż 150 kg Ca/ha/rok (tab. 2.).
Warto pamiętać, że na pobieranie wapnia przez rośliny ma wpływ nie tylko odczyn gleby (optymalny 6,5–7,2), ale także zawartość materii organicznej, która zapobiega wymywaniu wapnia z gleby, wilgotność (niska zmniejsza dostępność Ca) oraz jej zagęszczenie. W glebach zbitych, zlewnych i słabo napowietrzonych pobieranie wapnia przez rośliny jest znacznie utrudnione.
Najwięcej Ca++ z przeciętym plonem w przeliczeniu na 1 tonę plonu głównego wraz z odpowiednią ilością produktu ubocznego pobiera rzepak, kukurydza uprawiana na ziarno oraz burak cukrowy. Dlatego w przypadku tych roślin nawożenie wapniem jest niezwykle ważne.
Udział kationów zasadowych | Udział wapnia Ca++ | Poziom wrażliwości roślin |
<45 | <35 | zbyt niski dla większości roślin |
45-65 | 35-55 | umiarkowany dla roślin tolerancyjnych na zakwaszenie |
66-85 | 56-70 | optymalny dla roślin tolerujących zakwaszenie |
>85 | >70 | optymalny dla roślin nietolerujących zakwaszenie |
- Tabela 1. Poziom wrażliwości roślin na stopień wysycenia glebowego kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (%)Źródło: Mehlich 1978, Grzebisz 2009
Gatunek rośliny | Pobranie w kg | |
Ca | Mg | |
Pszenica ozima | 3,6 | 2,3 |
Pszenica jara | 4,2 | 2,3 |
Kukurydza ziarno | 6,7 | 5,7 |
Rzepak nasiona | 41,3 | 5,7 |
Bobik nasiona | 14,9 | 3,3 |
Ziemniak bulwy ś.m. | 0,4 | 0,3 |
Burak cukrowy korzenie ś.m. | 5,0 | 1,1 |
Koniczyna czerwona zielonka ś.m. | 2,7 | 0,5 |
- Tabela 2. Średnie pobranie Ca i Mg w kg przez wybrane rośliny uprawne w przeliczeniu na 1 tonę plonu głównego wraz z odpowiednią ilością produktu ubocznego
Wapń wciąż jest mało doceniany
Rośliny pobierają wapń z roztworu glebowego tylko w formie jonu Ca++. Rola wapnia w rozwoju i prawidłowym plonowaniu roślin jest wciąż mało doceniana. Zwykle niedobór tego składnika uzupełnia się przy okazji wapnowania i tym problem ucina. Wapń pełni jednak bardzo ważne funkcje w roślinie. Wchodzi w skład ścian komórkowych, neutralizuje kwasy organiczne, dzięki temu ściany komórkowe roślin tworzą mocną strukturę nadziemną, nadając im odpowiednią wytrzymałość, co korzystnie wpływa na odporność roślin na niesprzyjające warunki klimatyczne. Dodatkowo otaczając szczelnie protoplast, ściany komórkowe stanowią zaporę przed wnikaniem patogenów. Tkanki roślinne zawierające optymalną ilość wapnia zwiększają wytrzymałość ścian komórkowych. Wskutek tego zwiększa się odporność zbóż na wyleganie. Owoce i warzywa są natomiast mniej podatne na uszkodzenia mechaniczne i mają większą wartość przechowalniczą. Wapń również korzystnie wpływa na zawiązywanie nasion oraz dojrzewanie ziarna. U roślin motylkowatych indukuje brodawki korzeniowe oraz poprawia jakość plonów. Dobra dostępność wapnia dla roślin pozwala im łatwiej pobrać inne składniki pokarmowe i efektywniej je wykorzystywać.
Prawidłowe odżywienie wapniem zmniejsza także skutki stresu dla roślin spowodowanego, np. przez okresowe susze oraz zapewnia prawidłowy rozwój systemu korzeniowego.Brak wapnia lub niedobór w roślinie pojawia się na glebach bardzo ubogich w ten pierwiastek oraz zakwaszonych. Warto zwrócić także uwagę na wzajemne relacje wapnia do innych składników pokarmowych. Deficyt tego pierwiastka może pojawić się na glebach zasobnych w wapń, ale ubogich w dostępne żelazo. W tych warunkach wapń nie będzie pobierany przez rośliny, ponieważ niedobór żelaza powoduje istotny spadek przyswajalności wapnia. Także nadmiar soli sodu w glebie wykazuje antagonizm do wapnia, powodując zachwianie równowagi w pobieraniu wapnia i magnezu. Nieodpowiedni również stosunek wapnia do potasu może zaburzać normalne funkcjonowanie roślin. Poza określoną zawartością wapnia w glebie, bardzo istotny jest stosunek Ca do Mg w glebie. Z badań wynika, że optymalny stosunek oscyluje w granicach 4:1. Taki stosunek zwykle stwierdza się w glebach o pH większym od 6. Z badań prowadzonych przez Landona (1984) wynika, że istnieją następujące krytyczne zakresy pomiędzy Ca i Mg w glebie, które mają określone skutki dla roślin uprawnych.
Jeśli stosunek Ca:Mg jest wyższy niż 5:1, wówczas następuje zmniejszenie przyswajalności magnezu przez rośliny. Stosunek Ca:Mg w glebie niższy niż 3:1 skutkuje zakłóceniem pobierania fosforu. Natomiast stan krytyczny dla roślin stwierdza się gdy wartość stosunku Ca:Mg jest większa od 1:1. W takim przypadku rośliny nie mogą pobierać obu składników.
- Duże ilości wapnia i magnezu wynosi z plonem rzepak. Z każdą toną nasion wraz z plonem ubocznym zabiera z gleby ok 41,3 kg Ca i 5,7 kg Mg
Skutki nieodpowiedniego odżywienia roślin wapniem
Niska koncentracja wapnia w tkankach roślin jest przyczyną większości chorób roślin m.in. suchej zgnilizny wierzchołków u pomidora i papryki, zamierania liści sercowych u buraka, skorkowacenia i brunatnienia miąższu u ziemniaka, pęknięć i różnego rozpadu bulw ziemniaków oraz korzeni buraków cukrowych, zgorzeli powschodowej u buraka cukrowego oraz gorzkiej plamistości jabłek. Istotną przyczyną niedostatecznego odżywienia roślin wapniem może być zbyt wolne przemieszczanie się wapnia w roślinie, spowodowane spadkiem transpiracji w warunkach wysokiej wilgotności powietrza.
Skutki nieodpowiedniego odżywienia roślin wapniem w roślinie są zawsze poważne. Uszkodzenia spowodowane niedoborem wapnia są wynikiem zniszczenia ścian komórkowych spowodowanym zwiększoną przepuszczalnością tkanek i zaburzeniem podstawowych funkcji komórkowych. Niedobór wapnia jest widoczny przede wszystkim na młodszych częściach roślin. Wówczas widoczne są następujące objawy wizualne: korzenie są słabo wykształcone, cieniutkie, powyginane, często zwinięte. Łodyżki liściowe przybierają pokrój haczykowaty, a żyłki przybierają barwę jasnobrązową. Następuje zakłócenie pobierania innych składników pokarmowych, zwłaszcza fosforu. Wszystkie gatunki roślin potrzebują wapnia do prawidłowego rozwoju, niektóre jednak mają większe potrzeby pokarmowe w stosunku do tego pierwiastka, a inne mniejsze.Gatunki roślin uprawnych szczególnie wapniolubne to: rzepak, lucerna, pszenica, len, kukurydza, ziemniaki, koniczyna i tytoń.
Najtańsze źródła wapnia
Największym i najtańszym źródłem wapnia są wciąż nawozy wapniowe. W zależności od rodzaju i składu surowca naturalnego oraz sposobu powstania zawierają od 20 do 80% CaO. Służą one jednak przede wszystkim utrzymaniu optymalnego odczynu gleby, a nie nawożeniu wapniem. Systematyczne stosowanie jednak małych, profilaktycznych dawek nawozów wapniowych lub wapniowo-magnezowych jest najlepszym sposobem zwiększania ilości wapnia w glebie. Po wapnowaniu zakwaszonej gleby, nie tylko zwiększa się zawartość wapnia, ale przywracane jest jej życie biologiczne. Zmniejsza się też ryzyko włączenia w łańcuch troficzny niebezpiecznych metali ciężkich do gleby, np. kadmu oraz porażania roślin przez choroby, np. rzepaku kiłą kapustnych, której rozwojowi sprzyja właśnie niskie pH.
Wapnowanie gleby sprzyja rozwojowi pożytecznych mikroorganizmów glebowych, które szybciej przetwarzają resztki pożniwne na materię organiczną, a ta z kolei szybciej przekształca się w próchnicę. Wapń regulując odczyn gleby odgrywa kluczową rolę w tworzeniu próchnicy. W wyniku odkwaszenia gleby poprawia się odżywianie mineralne roślin, kondycja i zdrowotność roślin, a w konsekwencji rosną plony i poprawia się ich jakość. Poprawiają się także struktura i właściwości gleby (lepsza struktura granulometryczna, większa pojemność wodna i sorpcja wymienna, łatwiejsza uprawa dzięki mniejszej zlewności i gruzełkom). Zdrowa gleba, to zdrowe rośliny.Dobrym źródłem wapnia dla roślin są także nawozy naturalne, zwłaszcza obornik. Obornik bydlęcy zawiera przeciętnie 0,43% wapnia, trzody chlewnej 0,44%, obornik od koni 0,43% wapnia, a od owiec 0,58% tego makroelementu. Najbogatszy w wapń jest obornik od owiec, który w tonie tego nawozu ma prawie 6 kg wapnia (CaO). Z obornikiem bydlęcym, końskim i od trzody chlewnej dostarczamy glebie, z toną tych nawozów około 4,5 kg wapnia (CaO). Zatem ze standardową dawką obornika wnosimy do gleby przeciętnie od 135–180 kg wapnia. Niestety, obecnie brakuje w gospodarstwach obornika, co przedkłada się na niedobory składników pokarmowych dostarczanych w tym nawozie na zdrowie gleby, roślin, zwierząt i ludzi.
Dr hab. Dorota Pikuła IUNG – PIB Puławy
Zdjęcia: Marek Kalinowski
Natalia Marciniak-Musiał
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
Masz pytania?
Zadaj pytanie redakcjir e k l a m a
r e k l a m a
Najważniejsze tematy
r e k l a m a