O funkcjonalności ekosystemu glebowego decyduje szereg przemian biologicznych, chemicznych i geologicznych zachodzących w tym środowisku. Wartość pH gleby to główny czynnik regulujący ich kierunek i tempo. Parametr ten jest wskaźnikiem aktywności jonów wodorowych [H+], wskazujących poziom zakwaszenia bądź alkalizacji środowiska glebowego i głównym czynnikiem decydującym o wydajności produkcji rolnej.
Problematyka zakwaszenia gleb
Gleby wykazują naturalną skłonność do zakwaszenia, przy czym samoistny proces obniżenia wartości pH zachodzi powoli (może trwać od 100 do 1000 lat), ze względu na zdolność gleb do przeciwstawiania się gwałtownym zmianom wartości tego parametru. Wśród naturalnych czynników indukujących ten proces wymienia się głównie wietrzenie skały macierzystej, rozkład materii organicznej, utratę jonów zasadowych (wskutek wymywania i wynoszenia z plonem) oraz obecność organicznych związków o charakterze kwasowym (pochodzących z działalności życiowej organizmów zasiedlających glebę). Nie bez znaczenia pozostaje charakter podłoża, na którym wykształciła się gleba oraz panujące warunki klimatyczne. W przypadku Polski podłoże większości gleb stanowią polodowcowe skały (głównie piaszczyste), czego efektem jest dominacja utworów średniej i niskiej jakości, cechujących się łatwo przepuszczalnym charakterem i dużym zakwaszeniem. Natomiast przewaga opadów nad parowaniem – jako cecha klimatu, w którym położona jest Polska, przyczynia się do wymywania związków o charakterze zasadowym w głąb profilu glebowego.
Jak wskazują wyniki ostatniej edycji programu badawczego „Grunt to Wiedza”, prowadzonego przez Grupę Azoty we współpracy z Krajową Stacją Chemiczno-Rolniczą, ponad 30% użytków rolnych Polski cechowała się odczynem bardzo kwaśnym i kwaśnym. W przypadku takich gruntów wymagana jest natychmiastowa interwencja mająca na celu uregulowanie odczynu. Zaniechanie tego działania może doprowadzić do dalszej degradacji tych gruntów. Intensywna produkcja roślinna, niezrównoważone stosowanie nawozów mineralnych oraz niewłaściwe gospodarowanie materią organiczną intensyfikuje niekorzystną zmianę wartości pH gleby. Skutkiem tego jest pogorszenie warunków siedliskowych – zaburzenie obiegu składników pokarmowych, degradacja struktury gleby, zubożenie bioróżnorodności fauny i flory, a w następstwie – zmniejszenie wydajności produkcji rolnej.
Uregulowany odczyn gleby – podstawa produkcji rolnej
Optymalny odczyn różni się w zależności od gatunku uprawianej rośliny i kategorii agronomicznej gleby. Rośliny uprawne z reguły wykazują zróżnicowaną wrażliwość na kwaśny odczyn (duża wrażliwość – rzepak, kukurydza, pszenica, lucerna, buraki; większa tolerancja – żyto, marchew, ziemniaki, owies). Zaniedbania dotyczące regulacji wartości pH gleby mogą prowadzić do poważnych i długotrwałych konsekwencji. Zwłaszcza w przypadku intensywnej produkcji rolnej, wskazane jest regularne badanie kondycji stanowiska. Analizę wartości pH można wykonać w okręgowej stacji chemiczno-rolniczej. Glebę można pobrać samodzielnie (przy zachowaniu zasad poboru próby do badań laboratoryjnych) lub skorzystać z usługi oferowanej przez stację. Otrzymany wynik testu stanowi podstawę podjęcia decyzji o konieczności wykonania zabiegu wapnowania oraz jego intensywności.
Wśród pozytywnych efektów regulacji odczynu gleby wymienia się zwiększenie wydajności plonowania roślin uprawnych – zwłaszcza gatunków wrażliwych na zakwaszenie. Wynika to z szeregu korzystnych zjawisk zachodzących w glebie po zastosowaniu środków wapnujących, m.in. ze zwiększonej zdolności roślin do pobierania kluczowych składników pokarmowych, których dostępność w środowisku o uregulowanym odczynie również jest większa. Przyswajalność tych składników zmniejsza się wraz ze spadkiem wartości pH, natomiast zwiększa się rozpuszczalność pierwiastków śladowych (np. kadmu czy niklu) i stopień ich akumulacji w tkankach roślin. W warunkach niskiej wartości pH mogą one zostać pobrane w znacznej ilości, nawet z gleby niezanieczyszczonej. Wobec tego dbałość o prawidłowy odczyn stanowiska sprzyja zwiększeniu jakości płodów rolnych i poprawie zdrowotności konsumentów.
Środowiskowym następstwem ograniczonej zdolności roślin do przyswajania biogenów jest wydostanie się niepobranej puli składników poza agrosystem (zanieczyszczenie środowiska). Rośliny dobrze odżywione, cechujące się lepszą kondycją wykazują mniejszą podatność na inwazję szkodników i patogenów chorobotwórczych. Brak ograniczeń siedliskowych to także okazja do uprawy cenniejszych ekonomicznie gatunków. Przeprowadzenie zabiegu wapnowania prowadzi do poprawy żyzności gleby – prawidłowy przebieg procesów humifikacji oraz zwiększona akumulacja związków próchnicznych.
Gleba o uregulowanym odczynie cechuje się pożądaną przez rolników strukturą gruzełkowatą (wapń stanowi spoiwo agregatów glebowych). To stanowisko, na którym obserwuje się zmniejszony stres roślin związany z niedoborem, bądź nadmiarem opadów atmosferycznych. Jest to wynikiem po pierwsze, dobrze rozwiniętego systemu korzeniowego, który intensywniej penetruje glebę, a po drugie zwiększonej zdolności retencyjnej i przepuszczalności gleby. Jest to szczególnie istotne zarówno w odniesieniu do utworów lżejszych, jak i cięższych oraz sytuacji wystąpienia w sezonie wegetacyjnym okresów bezdeszczowych i obfitych opadów atmosferycznych. Gleba o strukturze gruzełkowatej jest mniej podatna na procesy erozyjne, powstawanie zastoisk wodnych oraz zagęszczanie – a więc, jest łatwiejsza w uprawie. Co więcej, nieprawidłowy odczyn gleby oraz zaburzone stosunki wodno-powietrzne powodują ograniczenie rozwoju pożytecznych organizmów (uczestniczących w powstawaniu próchnicy czy przemianach azotu). Niektóre z nich nie są w stanie funkcjonować w warunkach odczynu kwaśnego, co z kolei wpływa na tempo i kierunek procesów zachodzących w środowisku glebowym. Wraz ze zwiększaniem się wartości pH zwiększa się liczebność i zróżnicowanie populacji mikroorganizmów bytujących w glebie.
