Z artykułu dowiesz się
- Od czego zależy pH gleby?
- Jak zbadać pH gleby?
- Dlaczego większość roślin nie lubi kwaśnych gleb?
r e k l a m a
Partnerzy portalu
pH gleby– od czego zależy i jak je badać?
12.06.2020autor: Natalia Marciniak-Musiał
Odczyn gleby według definicji podanej przez Wikipedię, to właściwość gleby wyrażona przez stosunek stężenia jonów wodorowych H+ do jonów wodorotlenkowych OH– w roztworze glebowym. Odczyn wskazuje na kwasowość lub zasadowość gleby. Odczyn gleby wyraża się poprzez stężenie jonów wodorowych wyrażone w molach H+ na dm³. Aktywność jonów hydroniowych i wodorotlenowych wyraża się w skali pH.
Odczyn gleb jest podstawowym i najłatwiej mierzalnym wskaźnikiem ich jakości, a wartości pH oznaczonego w 1M KCl<4,5 wskazują na niebezpieczeństwo degradacji środowiska glebowego. Optymalny odczyn dla wzrostu większości gatunków roślin i mikroorganizmów glebowych to pH od 5,5 do 7,2, mierzone w 1M KCl. Przy wartościach pH poniżej 4,5 w roztworze glebowym pojawiają się rozpuszczalne formy glinu, uszkadzające włośniki korzeni upośledzające pobieranie wody i składników.
Większość roślin nie lubi kwaśnych gleb
Gleby lżejsze, jak informowano w poprzednim artykule („Tygodnik Poradnik Rolniczy” nr 23, str. 33) łatwiej się zakwaszają, cięższe z kolei charakteryzują się większą zdolnością buforowania, czyli przeciwstawiania się nagłej zmianie pH. Jednak niezależnie od kategorii agronomicznej, w żadnym przypadku nie można dopuszczać do zbyt dużego i długo trwającego spadku odczynu gleb i należy je najszybciej jak to możliwe zwapnować. W tabeli 1 zamieszczono przykłady stopni zakwaszenia gleby w zależności od roztworu ekstrahującego.
r e k l a m a
Gleby lekkie należy wapnować, gdy pH zbliży się do 5,5, średnie przy wartości 6,0, a ciężkie, gdy pH oscyluje wokół 6,5. Z odczynem gleby związana jest bowiem kwasowość gleby, od której zależy produktywność gleb uprawnych. Rośliny uprawne różnią się wymaganiami i tolerancją na stopień zakwaszenia gleby. Większość roślin uprawnych nie lubi kwaśnych gleb.
Należą tu pszenica, jęczmień, burak cukrowy, rzepak, bobik, czyli gatunki plonujące wysoko, a więc o dużych potrzebach pokarmowych, ale wrażliwe na spadek odczynu gleb średnich poniżej pH 6,0. Natomiast żyto i łubin żółty to rośliny dobrze znoszące uprawę na glebach lżejszych i zakwaszonych. Zależności pomiędzy odczynem roztworu a aktywnością protonów w roztworze wodnym przedstawiono w tabeli 2.
Należą tu pszenica, jęczmień, burak cukrowy, rzepak, bobik, czyli gatunki plonujące wysoko, a więc o dużych potrzebach pokarmowych, ale wrażliwe na spadek odczynu gleb średnich poniżej pH 6,0. Natomiast żyto i łubin żółty to rośliny dobrze znoszące uprawę na glebach lżejszych i zakwaszonych. Zależności pomiędzy odczynem roztworu a aktywnością protonów w roztworze wodnym przedstawiono w tabeli 2.
Dwa oblicza zakwaszania gleb
Odczyn gleb uprawnych w Polsce jest niestety wciąż niezadowalający, a w niektórych regionach Polski nawet bardzo zły, co wywołuje określone skutki. Skutki zakwaszenia gleb mają dwa oblicza. Pierwszy, to negatywny wpływ na plonowanie roślin uprawnych. Szczególnie ten problem nasila się w warunkach braku wody. Średnio w przypadku zbóż plon spada o 1,5 – 2,0 t/ha. Pogarsza się też ogólna kondycja roślin, są mniej odporne na porażenie przez choroby. Brak możliwości pobierania kationów, głównie wapnia i magnezu, w ilościach niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin, pogarsza ich jakość.
Utrzymujący się długo niski odczyn prowadzi do pojawienia się w tym środowisku toksycznego glinu (Al3+). W efekcie dochodzi do znaczącego obniżenia plonów w kolejnych latach uprawy roślin. Wynika to ze zmniejszenia albo uszkodzenia systemu korzeniowego rośliny, który prowadzi do dysfunkcji rośliny w całym profilu glebowym. Roślina bez sprawnego systemu korzeniowego nie jest w stanie pobierać odpowiednich ilości składników pokarmowych i wody. Brak możliwości pobierania kationów zakłóca prawidłową gospodarkę i pobieranie azotu przez rośliny. Toksyczność glinu jest przeważnie większa na glebach lżejszych. Toksyczny glin pojawia się, gdy odczyn gleby spada poniżej 5,5, a oznaczone pH poniżej 5,0 to sygnał, że problem jest już bardzo poważny. Należy szybko doprowadzić do podwyższenia odczynu gleby stosując wapnowanie.
Drugie oblicze wynikające z zakwaszenia gleby, to nabierający tempa proces jej degradacji i zanieczyszczanie wód powierzchniowych. Skutkiem bowiem długotrwałego utrzymywania się kwaśnego odczynu jest także zwiększone wymycie azotanów, chlorków i siarczanów, pogorszenie jakości glebowej materii organicznej oraz zmniejszenie jej akumulacji w glebie.
Tabela 1. Stopnie zakwaszenia gleby w zależności od roztworu ekstrahującego | |||
Klasy | Roztwór ekstrahujący | ||
Woda destylowana | 1 mol KCl | 0,01 mol CaCl2 | |
Bardzo kwaśna | <5,0 | <4,5 | <5,0 |
Kwaśna | 5,1–6,0 | 4,6–5,5 | 5,1–5,8 |
Słabo kwaśna | 6,1–6,7 | 5,6–6,5 | 5,9–6,5 |
Obojętna | 6,8–7,4 | 6,6–7,2 | 6,6–7,0 |
Zasadowa | >7,4 | >7,3 | >7,1 |
(Źródło: Grzebisz, 2008) | |||
Tabela 2. Aktywność protonów w roztworze wodnym a odczyn roztworu (1 mol H+=1 g/dm3) | |||
Aktywność (H2O) | mol/dm3 | pH | Odczyn |
0,000000001 | 10–9 | 9 | bardzo zasadowy |
0,00000001 | 10–8 | 8 | zasadowy |
0,0000001 | 10–7 | 7 | obojętny |
0,000001 | 10–6 | 6 | lekko kwaśny |
0,00001 | 10–5 | 5 | kwaśny |
0,0001 | 10–4 | 4 | bardzo kwaśny |
0,001 | 10–3 | 3 | ekstremalnie kwaśny |
(Źródło: Grzebisz, 2008) | |||
Zakwaszenie gleb niebezpieczne z punktu widzenia ich chemicznej degradacji
W Polsce udział gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych przekracza nadal średnio 50% powierzchni użytków rolnych, są jednak obszary, gdzie ten jest znacznie większy, dochodzi do nawet 80%. Skutki zakwaszenia gleb rozpatruje się głównie biorąc pod uwagę tylko straty wynikające z obniżenia plonów. Jednak zakwaszenie gleb jest bardzo niebezpieczne z punktu widzenia ich chemicznej degradacji. Pomimo tego, że w ostatnich latach prowadzi się akcje informacyjne odnoście wapnowania i wdraża technologie uprawy zapobiegające obniżeniu odczynu gleb, a więc propaguje nawożenie obornikiem i wapnowanie, to niski odczyn gleb pozostaje w Polsce nadal dużą barierą w produkcji roślinnej, jak i ochronie środowiska rolniczego.
Niski odczyn gleb obniża efektywność wykorzystania azotu i fosforu, zwiększa gazowe straty azotu z nawozów, sprzyja akumulacji glinu w glebie, zwiększa toksyczność i włączenie w łańcuch troficzny metali ciężkich, zwiększa zanieczyszczenia wód wskutek wymywania azotu.
W warunkach zbyt niskiego pH zmniejsza się pobranie składników nawozowych przez rośliny, które w wyniku wymywania przedostają się do wód gruntowych (azot) lub uwsteczniają (fosfor).
Bez uregulowania odczynu trudno spodziewać się wzrostu plonów i efektywności stosowanych nawozów mineralnych. Ponadto bez tego zabiegu nie jest możliwe zapewnienie optymalnej jakości produktów rolnych. W celu określenia aktualnego odczynu gleby pobiera się próbki gleby do badania w okresie wczesnej wiosny lub po żniwach. Próbę zbiorczą z pola przekazuje się do stacji chemiczno-rolniczej. Łącznie z wynikiem odczynu gleb użytków rolnych otrzymuje się wyniki zawartości makroelementów Mg, P, K. Badanie nie jest drogie.
W polu metodą potencjometryczną
Odczyn gleby można zmierzyć nie tylko w laboratorium, ale także na polu. W warunkach polowych odczyn gleby ustala się metodą potencjometryczną. Polega ona na określaniu pH gleby poprzez pomiar siły elektromotorycznej ogniwa utworzonego z elektrody wskaźnikowej i porównawczej, a więc różnicy pomiędzy potencjałami tych dwóch elektrod.
Najprostsze urządzenia polowe do pomiaru pH są zbudowane z pojedynczego lub podwójnego szpikulca, składającego się z dwóch elektrod, połączonego z obudową zawierającą skalę. Bezpośredniego pomiaru pH możemy dokonać na polu, pod warunkiem, że gleba jest wilgotna. Natomiast jeśli gleba jest przesuszona, należy pobrać reprezentatywną jej próbkę do pojemnika, zwilżyć wodą destylowaną i wykonać pomiar w domu.
Należy pamiętać, że urządzenia takie nie są jednak zbyt dokładne i mogą dawać błędne odczyty. W praktyce można je użyć, jeśli nie mamy możliwości zbadania gleby w warunkach laboratoryjnych. Wówczas należy wykonać co najmniej kilkanaście odczytów i ustalić średnią wartość. Odczyn można zmierzyć także za pomocą kwasomierza glebowego, tzw. pH testu. Zawartość płynu dołączona do kwasomierza z płytką, do której wsypuje się glebę wystarcza na około 40 pomiarów. Pomiaru kwasowości gleby dokonuje się poprzez porównanie zabarwienia roztworu wskaźnika z zabarwieniem skali.
Dr hab. Dorota Pikuła
Zdjęcie Główne: Pixabay
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