Środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg to nie alternatywa tylko... rozsądny wybór!

Transkrypt

1 Środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg to nie alternatywa tylko rozsądny wybór! Środki wapnujące Vincal, których skład opiera się na naturalnej kredzie jeziornej, przyciągają coraz większą uwagę i z roku na rok stają się bardziej popularne i niejednokrotnie stanowią stały element agrotechniki w gospodarstwach rolniczych Na rynku nawozowym dostępnych jest bardzo wiele różnych środków wapnujących, mniej lub bardziej efektywnych Środki wapnujące Vincal Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wyróżnia spośród wszystkich innych głównie to, że podstawowymi składnikami obu produktów jest wapń w formie węglanowej CaCO 3 i węgiel organiczny C org Ich współwystępowanie sprawia, że Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg stanowią jedyne w swoim rodzaju i unikatowe środki wapnujące na rynku nawozowym w Polsce i Europie Oba środki wapnujące zasadniczo różnią się tylko formą Ecograncali Activ-Corg to środek granulowany, a Ecosilitcali Activ-Corg pylisty Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg 1

2 Charakterystyczna szarość kredy jeziornej spowodowana jest zawartością uwęglonej substancji organicznej pochodzenia roślinnego Środki wapnujące Vincal wytwarzane są z naturalnego surowca pochodzącego z geologicznie młodego wieku skały osadowej bełchatowskiej kredy jeziornej Warunki sedymentacji i budowa geologiczna złoża Bełchatów spowodowały obecność w profilu litologicznym skał węglanowych: jurajskich wapieni i mioceńskiej kredy jeziornej Kreda jeziorna, zwana również wapieniem jeziornym, zalega w obrębie trzeciorzędowego kompleksu węglowego w kilku ogniwach stratygraficznych, tj w przystropowej i przyspągowej części dolnomioceńskiego kompleksu węglowego, gdzie osady te mogą facjalnie zastępować węgiel, a także w obrębie kompleksu ilasto-węglowego oraz powęglowego (rysunek 1) Rysunek 1 Przekrój geologiczny przez złoże węgla brunatnego Bełchatów 1 sól kamienna, 2 czapa gipsowo-iłowa, 3 jura, 4 kreda jeziorna, 5 kompleks węglowy, 6 węgiel brunatny (pozabilansowy), 7 węgiel brunatny, 8 kompleks ilasto-węglowy, 9 kompleks ilasto-piaszczysty, 10 czwartorzęd, 11 zwałowisko wewnętrzne Naturalna bełchatowska kreda jeziorna, stosowana jako surowiec do produkcji środków wapnujących Vincal, jest skałą miękką i luźną, co powoduje, że sposób wydobywania tego surowca, polega jedynie na kopaniu poszczególnych warstw pokładu (rysunek 2) Rysunek 2 Fragment Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów W tak prostym procesie wydobycia i hałdowania zmianie nie ulegają właściwości fizykochemiczne kredy Produkty końcowe, czyli środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, produkowane są w firmie Vincal bez udziału jakichkolwiek substancji chemicznych Proces wydobycia i produkcji środków Vincal wpisują się więc w zieloną technologię, przyjazną i bezpieczną dla roślin, zwierząt, ludzi i całego środowiska przyrodniczego Obok szerokich możliwości gospodarczego wykorzystania, między innymi do produkcji kredy malarskiej i technicznej, w przemyśle cementowym, materiałów budowlanych, szklarskim, ceramicznym, celulozowym, a nawet do produkcji syntezowanego krzemianu wapnia wollastonitu, 2

3 bełchatowska kreda jeziorna jest zagospodarowywana przez firmę Vincal jako surowiec do produkcji środków wapnujących dla gleb zakwaszonych Kreda jeziorna z Bełchatowa jest skałą osadową, miękką, kruchą, silnie porowatą o barwie szarej Barwa kredy jest uzależniona głównie od zawartości i formy występowania uwęglonej substancji roślinnej Substancja organiczna obecna w bełchatowskiej kredzie jeziornej występuje w postaci równomiernie rozproszonego pylastego pigmentu, uwęglonego detrytusu roślinnego, fragmentów ksylitów o zróżnicowanej wielkości często zżelifikowanych Przydatność kredy jeziornej do wapnowania gleb określa się na podstawie składu chemicznego i weryfikuje na podstawie badań właściwości fizykochemicznych Głównym składnikiem mineralnym kredy jeziornej zawęglonej jest kalcyt, który występuje przede wszystkim w postaci mikrokrystalicznej Wyniki bardzo szczegółowych badań właściwości fizycznych, fizykochemicznych, składu chemicznego i mineralogicznego Ecograncali Activ-Corg i Ecogransilit Activ-Corg przedstawiają tabele 1 i 2 Tabela 1 Właściwości granulowanego środka wapnującego Ecograncali Activ-Corg Zawartość form (mg/kg) Oznaczony składnik lub właściwość przyswajalnych całkowitych dla roślin wodnorozpuszczalnych Wapń Ca ,84 no 911,02 Magnez Mg 886,63 212,14 44,74 Potas K 72,17 26,41 17,10 Sód Na 96,64 no 14,05 Cynk Zn 185,64 6,91 nw Miedź Cu 18,81 0,89 nw Żelazo Fe 376,84 67,95 1,31 Mangan Mn 255,58 19,64 nw Molibden Mo 0,022 0,006 nw Kadm Cd 0,43 nw nw Ołów Pb 6,31 nw nw Nikiel Ni 3,98 nw nw Chrom Cr 2,11 nw nw Arsen As 0,008 nw nw Kobalt Co 0,073 nw nw Srebro Ag nw nw nw Rtęć Hg (w świeżych próbkach) 0,041 no no Krzem Si 4810,14 no nw Siarka S 0,222 0,030 0,030 Bor B 0,094 0,02 Nw Chlorki (Cl - ) no no 16,33 Zawartość azotu w formie amonowej N-NH + 4 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość azotu w formie azotanów N-NO - 3 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość azotu w formie azotynów N-NO - 2 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość P 2 O 5 0,132 0,096 nw Zasolenie przewodnictwo elektrolityczne (µs/cm) 392 ph w zawiesinie wodnej 7,64 3

4 Liczba zobojętniania 50,28 Reaktywność (%) 92,31 Gęstość nasypowa (g/cm 3 ) 0,9448 Oznaczanie składu granulometrycznego Oznaczanie rozkładu granulowanych węglanów wapniowych pod wpływem wody frakcje (mm) > <1 % zawartość frakcji 1,48 3,37 7,92 16,28 24,75 31,40 9,62 3,77 1,41 % pozostałość na sicie 0,315 mm = 22,44 % pozostałość na sicie 0,100 mm = 35,78 Wytrzymałość mechaniczna (%) 95,23 Powierzchnia właściwa (m 2 /g) 7,61 Gleba A - piasek słabogliniasty - zawartość próchnicy 0,91 % - ph wyjściowe gleby 4,60 Efektywność wapnowania metodą inkubacji gleby Efektywność wapnowania: ph po 24 godzinach 6,74 ph po 3 dniach 6,79 ph po 7 dniach 6,81 ph po 14 dniach 6,82 ph po 21 dniach 6,84 ph po 28 dniach 6,93 Gleba B - piasek gliniasty lekki - zawartość próchnicy 1,12 % - ph wyjściowe gleby 5,05 Efektywność wapnowania: ph po 24 godzinach 7,25 ph po 3 dniach 7,25 ph po 7 dniach 7,28 ph po 14 dniach 7,30 ph po 21 dniach 7,33 ph po 28 dniach 7,42 Straty prażenia 550 o C (%) 9,75 Węglany jako CaCO 3 (%) 96,49 Zawartość węgla kwasów 10250,5 huminowych C kh Zawartość węgla kwasów fulwowych 688,5 C kf Suma zawartości węgla kwasów huminowych 10939,0 4

5 i fulwowych C kh + C kf Zawartość węgla po dekalcytacji C dek 1137,2 Zawartość węgla humin C h 3183,8 Całkowita zawartość węgla 17,69 organicznego TOC (%) Całkowita zawartość azotu ogólnego 0,024 N org (%) Wilgotność w stanie po wysuszeniu do stałej masy w temp 105 o 0,74 C (%) Uwagi do tabeli nw nie zawiera oznaczanego składnika no nie oznacza się takiej formy analizowanego składnika Wyniki parametrów chemicznych dotyczą suchej masy po wysuszeniu w 105 o C (m/m) ECOGRANCALI ACTIV-C org w swoim składzie mineralogicznym zawiera w 97 % wapnia w postaci kalcytu (CaCO 3 ) Rysunek 3 Dyfraktogram ECOGRANCALI ACTIV-C org Tabela 2 Właściwości pylistego środka wapnującego Ecosilitcali Activ-Corg Zawartość form (mg/kg) Oznaczony składnik lub właściwość przyswajalnych dla całkowitych roślin wodnorozpuszczalnych Wapń Ca ,04 no 1097,97 Magnez Mg 848,51 176,48 21,86 Potas K 339,11 5,03 3,96 Sód Na 255,94 no 5,36 Cynk Zn 167,82 6,70 nw Miedź Cu 23,19 0,98 nw Żelazo Fe 434,16 74,06 1,75 Mangan Mn 250,99 17,91 nw Molibden Mo 0,020 0,006 nw Kadm Cd 0,41 nw nw Ołów Pb 6,27 nw nw Nikiel Ni 3,14 nw nw 5

6 Chrom Cr 2,12 nw nw Arsen As 0,009 nw nw Kobalt Co 0,065 nw nw Srebro Ag nw nw nw Rtęć Hg (w świeżych próbkach) 0,036 no no Krzem Si 4389,81 no nw Siarka S 0,178 0,021 0,021 Bor B 0,082 0,02 nw Chlorki (Cl - ) no no 19,41 Zawartość azotu w formie amonowej N-NH + 4 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość azotu w formie azotanów N-NO - 3 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość azotu w formie azotynów N-NO - 2 (w świeżych próbkach) no nw nw Zawartość P 2 O 5 0,138 0,094 nw Zasolenie przewodnictwo elektrolityczne (µs/cm) 348 ph w zawiesinie wodnej 7,75 Liczba zobojętniania 51,01 Reaktywność (%) 96,88 Gęstość właściwa (g/cm 3 ) 2,1979 Gęstość nasypowa (g/cm 3 ) 0,9520 Skład granulometryczny (uziarnienie) Frakcje (mm) > ,5 0,5-0,315 0,315-0,250 0,250-0,100 0,100-0,050 0,050-0,020 0,020-0,002 0,002-0,0002 0,0002-0,00001 <0,00001 Powierzchnia właściwa (m 2 /g) 8,49 Gleba A - piasek słabogliniasty - zawartość próchnicy 0,91 % % zawartość frakcji 12,17 0,00 1,78 2,72 0,47 3,19 11,96 14,74 35,04 17,93 0,00 0,00 Efektywność wapnowania metodą inkubacji gleby Efektywność wapnowania: ph po 24 godzinach 0 ph po 3 dniach 7,10 ph po 7 dniach 7,11 ph po 14 dniach 7,12 ph po 21 dniach 7,14 ph po 28 dniach 7,18 Warunki inkubacji: - ph wyjściowe gleby 4,60 6

7 - masa kredy granulowanej odpowiadająca dawce 2 t CaO/ha - wilgotność gleby w wazonach 60 % polowej pojemności wodnej - temperatura 20±2 o C Gleba B - piasek gliniasty lekki - zawartość próchnicy 1,12 % Efektywność wapnowania: ph po 24 godzinach 7,37 ph po 3 dniach 7,40 ph po 7 dniach 7,44 ph po 14 dniach 7,48 ph po 21 dniach 1 ph po 28 dniach 1 Warunki inkubacji: - ph wyjściowe gleby 5,05 - masa kredy granulowanej odpowiadająca dawce 1,5 t CaO/ha - wilgotność gleby w wazonach 60 % polowej pojemności wodnej - temperatura 20±2 o C Straty prażenia 550 o C 10,59 Węglany jako CaCO 3 (%) 94,61 Zawartość węgla kwasów 9482,0 huminowych C kh Zawartość węgla kwasów fulwowych 1050,0 C kf Suma zawartości węgla kwasów huminowych 10532,0 i fulwowych C kh + C kf Zawartość węgla po dekalcytacji C dek 1226,0 Zawartość węgla humin C h 4672,0 Całkowita zawartość węgla 14 organicznego TOC (%) Całkowita zawartość azotu ogólnego 0,083 N org (%) Wilgotność w stanie po wysuszeniu do stałej masy w temp 105 o 0,67 C (%) Uwagi do tabeli nw nie zawiera oznaczanego składnika no nie oznacza się takiej formy analizowanego składnika Wyniki parametrów chemicznych dotyczą suchej masy po wysuszeniu w 105 o C (m/m) ECOSILITCALI ACTIV-C org w swoim składzie mineralogicznym zawiera w 95 % wapnia w postaci kalcytu (CaCO 3 ) 7

8 Rysunek 4 Dyfraktogram ECOSILITCALI ACTIV-C org Spośród cech strukturalno-teksturalnych kredy jeziornej, istotnych z punktu widzenia właściwości odkwaszających gleby, są przede wszystkim, kinetyka rozpuszczania kalcytu, reaktywność, liczba zobojętniania, powierzchnia właściwa i porowatość Badania kinetyki rozpuszczania kalcytu wykazują bardzo dużą prędkość przebiegu odkwaszania gleb, co dowodzi wysokiej efektywności wapnowania Odzwierciedleniem innych właściwości efektywnego odkwaszania gleb są takie parametry tekstury kredy jeziornej, jak duża powierzchnia właściwa (nawet ponad 8 m 2 /g, tabela 1 i 2) i wysoka porowatość Znaczna powierzchnia kredy jeziornej i jej porowatość związana jest z obecnością substancji organicznej pochodzenia roślinnego Cechą znamienną bełchatowskiej kredy jeziornej jest również to, że posiada zdolność do sorpcji jonowymiennej, co ma związek z zawartością w jej części organicznej amorficznych związków huminowych i fulwowych oraz humin Na ostateczną wartość surowca, z którego produkowane są środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, wpływ mają: - geneza powstania, - skład mineralogiczny, - właściwości fizyczne (powierzchnia właściwa, porowatość, miękkość, stan rozdrobnienia), - chemiczne tj całkowita zawartość CaCO 3, zawartość węgla organicznego C org i jego skład frakcyjny, zdolność do sorpcji wymiennej, liczba zobojętniania, reaktywność, właściwości buforowe, zawartość składników drugorzędnych (P, K, Mg, Na, S, B, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, Si) i form ich występowania (wodnorozpuszczalne, przyswajalne dla roślin) Potwierdzona w badaniach i doświadczeniach polowych bardzo wysoka skuteczność działania odkwaszającego środków wapnujących Vincal, wynika z wieku geologicznego skały stanowiącej naturalny surowiec do ich produkcji Kreda jeziorna wytworzona w młodej epoce geologicznej jest luźną, niescementowaną, miękką i porowatą skałą osadową Cechy te zapewniają jej dużą nasiąkliwość, czyli zdolność do wchłaniania wody oraz rozpuszczalność w roztworze glebowym Wysoka zdolność do wchłaniania wody, sprawia, że powierzchnia właściwa reakcji, zarówno wewnętrzna jak i zewnętrzna, z roztworem glebowym, stanowiącymi główny czynnik rozpuszczający jest większa Reakcje rozpuszczania, a w rezultacie tego działanie odkwaszające środków wapnujących Vincal, opartych na bardzo drobnych bezpostaciowych formach kalcytu (CaCO 3 ) jest wyjątkowo szybkie Takich właściwości nie wykazują wapienie, które wykształciły się w starszych okresach geologicznych charakteryzujących się strukturą mocno skrystalizowaną i wysoką twardością Właściwości te pogarszają ich przydatność do produkcji środków wapnujących i efektywność w procesach wapnowania gleb 8

9 Stopień rozdrobnienia cząsteczek w środkach wapnujących Vincal determinuje szybkość reakcji z kwasami w środowisku glebowym Wskaźnikami szybkości z jaką środek wapnujący reaguje z glebą z zamiarem zobojętnienia kwasowości, a tym samym zwiększenia ph gleby, są aktywność chemiczna i reaktywność Stopień rozdrobnienia jest zasadniczym parametrem decydującym o skuteczności odkwaszania Produkty Vincal wprowadzone do gleby, z uwagi na stan rozdrobnienia, są dostępne dla każdej cząsteczki gleby Tworzy się duży łączny obszar powierzchni kontaktu gleby z środkami wapnującymi i następuje efektywne neutralizowanie jonów wodorowych [H + ], przy założeniu dokładnego i równomiernego wymieszania środków z glebą i odpowiedniej jej wilgotności Środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg zawierają małe cząsteczki, dlatego w glebach rozpuszczają się szybko, a ich działanie odkwaszające jest widoczne już w pierwszych miesiącach po zastosowaniu Liczba zobojętniania (inaczej siła zobojętniająca) środka wapnującego, pozwala na określenie jego potencjału zneutralizowania kwasowości gleby Wskazuje, ile środka wapnującego potrzeba do zobojętniania określonej ilości jonów wodorowych H + w glebie Środki wapnujące Ecograncali Activ- Corg i Ecosilitcali Activ-Corg odznaczają się najwyższymi z możliwych liczbami zobojętniania, ponieważ ich wartości są prawie takie same, jak procentowa zawartość CaO Dla Ecograncali Activ- Corg liczba zobojętniania wynosi 50,28 a % zawartość CaO 50,1 Natomiast w przypadku Ecosilitcali Activ-Corg wartości te odpowiednio wynoszą 51,01 i 49,0 (tabela 1 i 2) Takie parametry środków wapnujących Vincal gwarantują efektywne zwapnowanie gleb zakwaszonych Charakterystyka substancji organicznej zawartej w środkach wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg CaCO 3 Substancja organiczna zawarta w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wpływa korzystnie na wzrost, rozwój, plonowanie i stan zdrowotny roślin uprawnych Jej przydatność do nawożenia wynika ze składu chemicznego oraz specyficznych właściwości Substancja organiczna środków wapnujących Vincal, obok węgla atomowego zawiera swoiste substancje próchniczne tj wysokocząsteczkowe związki koloidalne w postaci kwasów huminowych (rysunek 5) i fulwowych (rysunek 6), przekształconych w humiany i fulwiany wapnia oraz huminy (tabela 1 i 2) 9

10 Rysunek 5 Wzór strukturalny kwasu huminowego Rysunek 6 Wzór strukturalny kwasu fulwowego Humiany i fulwiany są związkami najbardziej charakterystycznymi dla Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg Tworzą się one w wyniku oddziaływania kwasów humusowych i fulwowych na rozpuszczalne sole wapnia, wskutek podstawienia wodoru w grupach funkcyjnych (głównie COOH i OH) przez kationy Ca 2+ W swoim składzie obok węgla, zawierają wodór, tlen, azot (tabela 3) i wymienny wapń Tabela 3 Skład elementarny fulwianów i humianów występujących w środkach wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg Związki % absolutnie suchej masy bezpopielnej C H O N Fulwiany ,5-5, ,0-4,0 Humiany ,0-5, ,5-5,0 Poszczególne frakcje próchniczne stanowią układ zróżnicowanych, ale pokrewnych sobie związków organicznych Różnią się one między sobą: masą cząsteczkową, liczbą grup funkcyjnych, stopniem polimeryzacji i innymi cechami Zawartość węgla nadaje im charakterystyczne szare zabarwienie, które zależy od stopnia polimeryzacji i masy cząsteczkowej (kwasów huminowych, fulwowych, humin) Całkowita kwasowość kwasów fulwowych wynosi cmol kg -1 i jest znacznie wyższa niż kwasów huminowych ( cmol kg -1 ) Zdolności sorpcyjne związków próchnicznych obecnych w Ecograncali Activ-Corg i Ecogransilit Activ-Corg przewyższają kilka lub kilkanaście razy pojemność sorpcyjną składników mineralnych glebowego kompleksu sorpcyjnego Źródłem ładunków zależnych od ph są przede wszystkim grupy karboksylowe i fenolowe związków próchniczych, z których wodór, związany kowalentnie, oddysocjowuje w miarę wzrostu ph, przyczyniając się do powiększania ładunku ujemnego, co znacząco wpływa na efektywność wapnowania gleb Substancje organiczne wniesione do gleb z środkami wapnującymi Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, wzbogacają zasobność gleb w materię organiczną i uzupełniają jej skład frakcyjny (rysunek 7) 10

11 Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg MATERIA ORGANICZNA GLEBY + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg ŻYWE ORGANIZMY (EDAFON) SUBSTANCJA ORGANICZNA GLEBY + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg SZCZĄTKI ORGANICZNE + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg SUBSTANCJE PRÓCHNICZNE (PRÓCHNICA = HUMUS) + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg SUBSTANCJE NIESWOISTE + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg SUBSTANCJE SWOISTE + Ecograncali Activ-Corg Ecosilitcali Activ-Corg Rysunek 7 Skład materii organicznej gleb po zastosowaniu środków wapnujących Vincal Rola i znaczenie związków próchnicznych wprowadzonych z Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg do gleb Substancje organiczne zawarte w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg stanowią istotne czynniki decydujące o żyzności gleby Swoiste formy substancji organicznej przyczyniają się do wzrostu i rozwoju roślin poprzez wpływ na fizyczne, chemiczne i biologiczne właściwości gleby Spełniają trzy zasadnicze funkcje w glebie: - funkcję chemiczną i fizykochemiczną - funkcję biologiczną - funkcję fizyczną 11

12 Ponadto, związki próchniczne występujące w produktach Vincal mają pośredni wpływ na wiązanie środków ochrony roślin i zanieczyszczeń przemysłowych Wpływ związków próchnicznych Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg na właściwości fizyczne gleby Związki próchniczne obecne w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wpływają dodatnio na tworzenie się wodoodpornej struktury agregatowej gleb, poprawiając stosunki wodnopowietrzne i cieplne Działają jako lepiszcze strukturotwórcze, powodując sklejanie elementarnych cząstek masy glebowej w agregaty W glebach piaszczystych powoduje to zwiększenie ich zwięzłości, a w glebach o cięższym składzie granulometrycznym, wpływa na zmniejszenie zwięzłości Związki próchniczne mają wysoką pojemność wodną, przez co podnoszą zdolności retencyjne gleb W stosunku do swojej masy mogą one zatrzymać 3-5 krotnie więcej wody w formie dostępnej dla roślin Ta właściwość ma szczególne znaczenie w glebach piaszczystych, ponieważ ich pojemność wodna zależy głównie od zawartości substancji próchnicznych Po zabiegu wapnowania, dzięki ciemnemu zabarwieniu związków organicznych zawartych w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, gleby silniej pochłaniają promienie słoneczne, poprawiając właściwości termiczne gleb, a tym samym przyspieszają wegetację roślin Wpływ związków próchnicznych Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg na właściwości fizykochemiczne i chemiczne gleb Związki próchniczne z Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wpływają na zdolności sorpcyjne i na kształtowanie się zasobności gleb Swoiste związki próchniczne stanowią organiczną część składową kompleksu sorpcyjnego, a ich pojemność sorpcyjna ( cmol kg -1 ) przewyższa 4-12 razy pojemność części mineralnej Z tego względu swoiste substancje próchniczne odpowiadają za % całkowitej pojemności sorpcyjnej gleby Związki próchniczne zwiększają też zdolności buforowe gleb tj odporność na gwałtowne zmiany ph (zakwaszanie), regulując i stabilizując odczyn gleby Regulują stężenie kationów Ca 2+, Mg 2+, NH 4 +, Na +, K + i H + w roztworze glebowym poprzez ich uwalnianie bądź sorbowanie Wpływ związków próchnicznych Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg na wzrost i rozwój roślin oraz mikroorganizmów Związki próchniczne mogą oddziaływać na mikroorganizmy glebowe i rośliny wyższe w różny sposób Przede wszystkim są one źródłem składników pokarmowych, które po zmineralizowaniu są dostępne dla roślin Makro- i mikroorganizmy glebowe czerpią z substancji organicznej niezbędną dla ich życia energię i mineralne składniki pokarmowe Z tego względu gleby zasobne w związki swoiste odznaczają się wyższą aktywnością biologiczną występujące w nich populacje mikroorganizmów są liczniejsze, bardziej czynne i ustabilizowane w swoim składzie gatunkowym Substancje próchnicze pozytywnie wpływają na nitryfikację wprowadzonego do gleby azotu amonowego i związków azotowych zawartych w samej glebie oraz zmniejszają znacząco straty tego składnika Związki próchniczne z Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wprowadzone do gleby mogą przeciwdziałać występowaniu chorób niektórych roślin uprawnych, przy czym to fitosanitarne działanie jest spowodowane silnym mnożeniem się mikroorganizmów saprofitycznych, które są antagonistami fitopatogenów Wiązanie środków ochrony roślin i zanieczyszczeń przemysłowych przez związki próchniczne Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg 12

13 Ostatnio zwraca się szczególną uwagę na istotną rolę związków próchnicznych w ochronie środowiska glebowego przed skutkami skażenia odpadami przemysłowymi oraz przed skutkami nadmiernej chemizacji rolnictwa Jest to niewątpliwie związane z właściwościami sorpcyjnymi swoistych związków próchnicznych Nie mniej ważna jest też ich zdolność do tworzenia odpowiednich połączeń z pestycydami, a zwłaszcza herbicydami Dezaktywacja herbicydów, pestycydów czy też zanieczyszczeń przemysłowych łączy się z ich adsorbowaniem, ale także z przyspieszaniem ich rozkładu poprzez dostarczenie mikroorganizmom związków energetycznych Próchniczne związki swoiste występujące w produktach Vincal chronią więc gleby przed degradacją Bilans zawartości materii organicznej w glebach Materia organiczna jest jednym z podstawowych elementów budujących żyzność gleby i jej potencjał produkcyjny W glebach Polski obserwowany jest od wielu lat niebezpieczny spadek jej zawartości Jest on powodowany przez: - intensywne użytkowanie gleb - uproszczenie zmianowań - zaniechanie uprawy roślin wieloletnich z motylkowatymi, które to pozostawiają dużą ilość biomasy w formie resztek - zaniechanie uprawy międzyplonów z przeznaczeniem na zieloną masę - niedostateczne nawożenie lub brak nawożenia organicznego w gospodarstwach bezinwentarzowych - zmianę stosunków wodnych spowodowaną wadliwymi melioracjami Spadek zawartości materii organicznej prowadzi do: - pogorszenia warunków siedliskowych oraz żyzności gleb - pogorszenia właściwości fizycznych gleb, obniżenia pojemności wodnej, pogorszenia struktury, - zwiększenia podatności gleb na erozję, - zmniejszenia pojemności sorpcyjnej gleb, co wpływa na mobilność substancji szkodliwych w środowisku, - obniżenia aktywności biologicznej gleb Zachowanie zasobów próchnicy glebowej jest istotne nie tylko ze względu na utrzymanie produkcyjnych funkcji gleb, ale również z punktu widzenia roli gleb w sekwestracji (wiązaniu) dwutlenku węgla z atmosfery, przyczyniającej się do zmniejszenia efektu cieplarnianego Wyniki oznaczeń zasobności gleb użytków rolnych w Polsce (w warstwie 0 25 cm) wskazują na duże zróżnicowanie zawartości próchnicy (0,5-10 %) Średnia zawartość wynosi 2,2 % Według podziału stosowanego w Polsce, gleby o niskiej zawartości próchnicy (<1,0 %) stanowią około 6 % powierzchni użytków rolnych, a o średniej (1,0-2,0 %) około 50 %, zaś zasobne w próchnicę (>2,0 %) około 43 % powierzchni użytków rolnych kraju Mając na uwadze potrzebę utrzymania lub podnoszenia żyzności naszych gleb, należy dążyć do dodatniego bilansu materii organicznej w glebie Przychód (reprodukcja) próchnicy zależy od ilości i jakości resztek pożniwnych oraz dawek nawozów naturalnych i organicznych Rozchód (mineralizacja lub degradacja) jest efektem jej rozkładu w trakcie uprawy roślin i zależy od ilości i intensywności mechanicznych zabiegów uprawowych oraz pielęgnacyjnych, płodozmianu itp Biorąc powyższe pod uwagę, należy uznać, że każda ilość dobrej jakościowo materii organicznej wprowadzona do gleb powoduje wzrost zawartości próchnicy, a tym samym ogranicza degradację gleb Środki wapnujące Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg produkowane przez firmę Vincal, które zawierają kilkanaście procent węgla organicznego (Corg), w tym ok 1,5 % w postaci humianów, fulwianów i humin (tabela 1 i 2), wnoszą do gleb w dawce jednej tony środków odpowiednio 177 kg i 165 kg Corg oraz 14 i 15 kg Corg w formie swoistych substancji próchnicznych Zabieg wapnowania z ich zastosowaniem zawsze korzystnie poprawia bilans zawartości materii organicznej gleb Wysoka pojemność sorpcyjna swoistych związków próchnicznych obecnych w środkach Vincal ( cmol kg -1 ) zaś sprawia, że wzrasta kationowa pojemność sorpcyjna gleb 13

14 (nawet kilka razy w glebach bardzo lekkich i lekkich), która determinuje ich właściwości fizyczne, chemiczne i aktywność biologiczną W tym aspekcie Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg są w porównaniu z oferowanymi na rynku rolniczym wyróżniającymi się i unikatowymi środkami wapnującymi Przedstawione obiektywne informacje o surowcu do Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ- Corg wskazują, że te środki wapnujące posiadają najwyższą spośród dostępnych na rynku nawozowym skuteczność w neutralizowaniu kwasowości gleby WYZNACZANIE POTRZEB WAPNOWANIA GLEB Środki wapnujące Vincal produkowane z naturalnej kredy, wykorzystywane w zabiegach wapnowania gleb, mających na celu utrzymanie optymalnego ph gleby, nie stanowią wzbogacenia oferty produktowej producentów, ale jedyne właściwe rozwiązanie w sytuacji szybkiej, dokładnej, skutecznej i ekonomicznej neutralizacji kwasowości gleby Wapnowanie gleb z użyciem środków wapnujących Vincal może doprowadzić ph gleb do optymalnego poziomu dla produkcji roślinnej, pod warunkiem, że obliczenia dawek będą prawidłowe i dokładne, a zabieg wapnowania właściwie dobrany i odpowiednio wykonany Dlatego też należy przestrzegać wskazanych zasad, które opierają się na analizach i testach gleb określających stopień ich zakwaszenia oraz kategorię agronomiczną, co w konsekwencji pozwala na wyznaczenie odpowiednich ilości i formy środków wapnujących Vincal, potrzebnych do uzyskania optymalnego poziomu odczynu gleby dla uprawy określonych gatunków roślin Pobór próbek glebowych do oceny kwasowości gleb Najważniejszą kwestią w procesie wyznaczania potrzeb wapnowania gleb jest pobór próbek glebowych Pobrane do badań próbki glebowe muszą być reprezentatywne, w przeciwnym wypadku otrzymane wyniki i zalecenia mogą być obarczone błędami, niekiedy znacznymi Powinien się on odbywać na podstawie instrukcji pobierania próbek glebowych z gruntów ornych i użytków zielonych opracowanej na podstawie PN-R-04031:1997, zalecanej przez okręgowe stacje chemiczno-rolnicze (OSCh-R) Próbki do badań mogą być pobierane przez próbobiorców lub samego zainteresowanego rolnika Instrukcja pobierania próbek glebowych: 1 Sporządzić szkic sytuacyjny pól gospodarstwa przeznaczonych do badań 2 Na polach tych zakreślić zasięg powierzchni uprawianych roślin, oddzielnie: okopowe, zboża, rzepak itp Koniecznie z uwzględnieniem typu i gatunku gleb 3 Próbka ogólna (uśredniona) powinna reprezentować obszar użytku rolnego o zbliżonych warunkach przyrodniczych (typ, rodzaj i gatunek gleby, ukształtowanie terenu) i agrotechnicznych (przedplon, uprawa, nawożenie) 14

15 4 Powierzchnia użytku przypadająca na próbkę ogólną, przy wyrównanej pod względem glebowym powierzchni i zbliżonym ukształtowaniu terenu, powinna wynosić na gruntach ornych i użytkach zielonych do 4 ha 5 Próbkę ogólną należy przygotować oddzielnie dla każdej uprawy 6 Wszystkie powierzchnie użytków, z których zostały pobrane reprezentatywne próbki ogólne, powinny być zaznaczone na szkicu sytuacyjnym lub dołączonym podkładzie geodezyjnym, opatrzone kolejnymi numerami 7 Aby sporządzić próbkę ogólną należy: - pobrać do 20 próbek pierwotnych (pojedynczych) równomiernie z powierzchni pola, które ma reprezentować próbka ogólna (zaś do 40 próbek pierwotnych z użytków zielonych i gleb organicznych) według wybranego schematu a, b, c (rysunek 8) a b c Rysunek 8 Schemat pobierania próbek glebowych 15

16 8 Próbki pierwotne pobierać laską glebową Egnera (rysunek 9), z warstwy gleby 0-20 cm Rysunek 9 Laska glebowa Egnera Dopuszcza się również pobieranie próbek za pomocą innych przyrządów lub urządzeń, gwarantujących uzyskanie odpowiednio reprezentatywnej masy gleby zwłaszcza z większej głębokości odpowiadającej grubości warstwy płużnej Należy kolejno wykonać następujące czynności: - pionowo ustawić laskę do powierzchni gleby, - wcisnąć w glebę do oporu (na wysokość poprzeczki ograniczającej), - wykonać pełny obrót i wyjąć laskę, - zawartość zasobnika laski przenieść do pojemnika na próbki, - po pobraniu próbek pojedynczych, całość wymieszać i napełnić pudełko lub woreczek, - próbka ogólna (uśredniona) powinna ważyć około 0,5 kg gleby 9 Próbek nie należy pobierać: - na obrzeżach pola do 5 m, - w miejscach po stogach i kopcach, - w rowach, bruzdach, kretowiskach i żwirowiskach, - w zagłębieniach i ostrych wzniesieniach terenu (w razie potrzeby z tych miejsc pobrać dodatkowe próby) 10 Najodpowiedniejszym okresem pobierania próbek glebowych jest okres wiosenny lub jesienny przed wysiewem nawozów 11 Należy unikać pobierania próbek bezpośrednio po zastosowaniu nawozów mineralnych, po nawożeniu organicznym oraz w okresach nadmiernej suszy lub wilgotności gleby 12 Należy zwrócić uwagę na zgodność oznaczeń zawartych na opakowaniu próbki z jej odpowiednikiem na szkicu pola 13 Odpowiednio przygotowane próbki należy tak zapakować aby zabezpieczyć je przed zmianą właściwości fizykochemicznych i bezzwłocznie dostarczyć do Stacji Chemiczno-Rolniczej celem 16

17 oznaczenia kwasowości wymiennej gleby i wyznaczenia kategorii agronomicznej oraz wyznaczenia potrzeb wapnowania i dawek środków wapnujących Pomiary laboratoryjne i polowe kwasowości wymiennej gleb Zakwaszenie gleby jest na tyle ważnym czynnikiem produkcji roślinnej, że opracowano specjalne systemy pomiarów i oceny stopnia zaawansowania tego procesu Oznaczanie kwasowości gleby polega na pomiarze stężenia jonów wodorowych H + w roztworze glebowym (kwasowość czynna ph H2O ), pomiarze stężenia H + w roztworze glebowym i słabo związanych z glebowym kompleksem sorpcyjnym (kwasowość wymienna ph KCl ) i pomiarze stężenia H + w roztworze glebowym i mocno związanych z glebowym kompleksem sorpcyjnym (kwasowość hydrolityczna Hh) Pomiary te nie są przeprowadzane bezpośrednio, lecz pośrednio po ekstrakcji próbek glebowych w różnych roztworach: dla oceny kwasowości czynnej w wodzie zdejonizowanej (destylowanej), kwasowości wymiennej w obojętnym 1 M roztworze KCl, a kwasowości hydrolitycznej w roztworach soli hydrolizujących zasadowo, najczęściej w 1 M roztworze octanu sodu (CH 3 COONa) Uzyskane wyniki pomiarów wyrażane są w wartościach ph=-log H +, w przypadku kwasowości czynnej i wymiennej, a w przypadku kwasowości hydrolitycznej w cmol/kg gleby W polskiej praktyce do wyznaczania potrzeb wapnowania gleb i określania dawek środków wapnujących, wykorzystuje się parametr ph KCl odpowiadający kwasowości wymiennej Z wystarczającą dokładnością (ok 0,5 jednostki ph) kwasowość wymienną można oznaczyć samemu metodą kolometrycznego testu polowego, wykorzystując do tego celu kwasomierz Helliga (rysunek 10) Rysunek 10 Kwasomierz polowy Helliga do pomiaru ph gleb Oznaczanie ph KCl tą metodą oparte jest na zasadzie zmiany zabarwienia indykatora (wskaźnika) w zależności od stężenia jonów wodorowych Jako indykatora używa się specjalnego roztworu różnych związków organicznych, zachowujących się podobnie jak słabe kwasy albo zasady, których cząsteczki niezdysocjowane są inaczej zabarwione niż anion Ustalanie kategorii agronomicznej gleb HA = H + + A - (barwa kwasu) (barwa anionu) Kategorię agronomiczną gleby, czyli jej skład granulometryczny (uziarnienie), można również ustalić samemu, na podstawie informacji zawartych na mapach glebowo-rolniczych w skali 1:5000 (rysunek 11), przedstawiających przestrzenne zasięgi kompleksów przydatności rolniczej gleb, które dostępne są w gminnych ośrodkach doradztwa rolniczego lub okręgowych stacjach chemiczno- -rolniczych 17

18 Rysunek 11 Fragment mapy glebowo-rolniczej w skali 1:5000 (na mapie zapis np glp oznacza glina lekka pylasta, ps:pl piasek słabogliniasty na piasku luźnym itd, pozostałe oznaczenia przedstawia legenda) Kategorie agronomiczne można ustalić samemu przy okazji pobierania próbek glebowych do oceny ich kwasowości Pomocne do tego jest zestawienie cech organoleptycznych przedstawione w tabeli 4, różnych gatunków gleb (gatunek gleby określa skład granulometryczny gleb), które pozwala na wyznaczenie kategorii agronomicznych z wystarczającą dokładnością, pod warunkiem, że ma się wprawę w wykonywaniu tego typu analizy Tabela 4 Zestawienie cech organoleptycznych do określania składu granulometrycznego (kategorii agronomicznych) gleb w terenie Grupa granulometryczna Żwir piaszczysty Żwir gliniasty Piasek luźny Piasek słabogliniasty Piasek gliniasty lekki Piasek gliniasty mocny Glina lekka Glina średnia Określenie na podstawie obserwacji przewaga części żwirowych nad innymi frakcjami; części spławialnych brak lub bardzo mało przewaga części żwirowych nad innymi frakcjami; znaczna domieszka części spławialnych widoczne tylko cząstki piasku widoczne części piaszczyste z małą ilością części drobniejszych widoczne części piaszczyste, a także części spławialne widoczna przewaga części piaszczystych, lecz dość dużo części drobniejszych wyraźnie widoczne ziarenka piasku na tle drobnego proszku widoczne są jeszcze ziarenka piasku na tle drobnego proszku utwór sypki suchym tworzy bryły żwiru scementowanego częściami spławialnymi; trzeba pewnego wysiłku aby złamać je w ręku utwór sypki; przy rozcieraniu w palcach szorstki sypki, przy rozcieraniu szorstki; pozostaje niewielka ilość części spławialnych na palcach przy rozcieraniu wyczuwalny w przewadze piasek, lecz występują agregaty, które przy niewielkim nacisku mechanicznym rozpadają się; w porach skóry pozostają części spławialne przy rozcieraniu wyczuwa się przewagę piasku, a także części spławialne; w porach skóry pozostaje znaczna ilość części spławialnych; tworzy drobne agregaty, które przy lekkim nacisku mechanicznym rozpadają się przy rozcieraniu wyczuwa się cząstki piasku; agregaty wymagają małego wysiłku, aby je rozkruszyć, rozpadają się na drobniejsze ostrokrawędziste tworzy ostre agregaty ostrokrawędziste, rozpadające się na drobniejsze przy dość silnym nacisku mechanicznym; przy Zachowanie się gleby w stanie: wilgotnym utwór nieplastyczny części żwirowe zlepione częściami spławialnymi; części ziemiste wykazują dużą plastyczność tworzy drobne agregaty, rozpadające się przy bardzo lekkim nacisku oraz przy wysychaniu; nie brudzi rąk nieplastyczny, tworzy agregaty ostrokrawędziste, rozpadające się przy bardzo lekkim nacisku mechanicznym; lekko brudzi palce przy rozcieraniu utwór nieplastyczny, tworzy agregaty ostrokrawędziste, które przy bardzo małym nacisku mechanicznym rozpadają się; brudzi wyraźnie palce przy rozcieraniu tworzy agregaty ostrokrawędziste różnej wielkości, rozpadające się przy słaby nacisku na drobniejsze; przy rozcieraniu szorstki, brudzi palce i ma małą plastyczność, zlepia się, lecz jeszcze nie można wałkować sznureczka tworzy agregaty; w dotyku wyczuwa się wyraźną szorstkość; brudzi palce; plastyczność i lepkość niewielka; przy wałkowaniu nie otrzymuje się długiego sznurka tworzy agregaty umiarkowanie miękkie, nie rozpadające się przy nacisku mechanicznym; plastyczność i lepkość 18

19 Glina ciężka Iły Utwór pyłowy zwykły Utwór pyłowy ilasty na tle gliniastej masy widoczne nieliczne ziarenka piasku jednolita drobnoziarnista masa jednolita, drobnoziarnista masa; ziarenka piasku jednolita drobnoziarnista masa; powierzchnia przełamu matowa rozcieraniu wyczuwa się szorstkość; brudzi palce tworzy agregaty bardzo twarde i zbite, ostrokrawędziste; silny nacisk mechaniczny kruszy je na odłamki drobniejsze; brudzi palce bardzo twardy i zbity, rozpada się pod bardzo silnym naciskiem mechanicznym na agregaty ostrokrawędziste; przy rozcieraniu w palcach jest śliski; nie wyczuwa się ziaren piasku; brudzi palce, daje rysę polerowaną Może występować w stanie sypkim lub w postaci agregatów, które łatwo się kruszą przy nacisku mechanicznym na drobne agregaty; przy rozcieraniu słabo wyczuwalne ziarenka piasku; wrażenie suchej mąki tworzy agregaty, które przy niewielkim nacisku mechanicznym rozsypują się na drobniejsze, przy rozcieraniu w palcach nie wyczuwa się piasku; pozostawia wrażenie suchej mąki, bardziej śliskiej niż przy utworze pyłowym zwykłym Części spławiane to frakcja granulometryczna o wymiarach poniżej 0,02 mm wyraźna; przy wałkowaniu otrzymuje się dość długi sznureczek; brudzi palce; daje się wygładzić do słabego połysku tworzy twarde agregaty, przy nacisku mechanicznym uformowana kuleczka pęka na obwodzie; przy wałkowaniu można otrzymać długie i cienkie sznureczki; silnie brudzi palce tworzy agregaty ostrokrawędziste, różnej wielkości; bardzo plastyczny i lekki; w stanie wilgotnym przy rozcieraniu nie wyczuwa się piasku; przy wałkowaniu sznurek jest długi i cienki; paznokciem wygładza się do połysku; silnie brudzi palce tworzy drobne agregaty, rozsypujące się przy lekkim nacisku mechanicznym, miękki w dotyku; przy rozcieraniu matowy, nie śliski, ale nieco trochę szorstki jest plastyczny, lecz nie można wałkować długiego i cienkiego sznureczka, gdyż się kruszy Wyniki oceny organoleptycznej należy następnie porównać z tabelą 5 i w ten sposób ostatecznie wyznaczyć kategorię agronomiczną badanej gleby (w Polsce przyjmuje się cztery kategorie agronomiczne) Tabela 5 Kategorie agronomiczne gleb mineralnych Kategorie agronomiczne gleb I gleby bardzo lekkie II gleby lekkie III gleby średnie IV gleby ciężkie Grupa granulometryczna pl piaski luźne plp piaski luźne pylaste ps piaski słabogliniaste psp piaski słabogliniaste pylaste pgl piaski gliniaste lekkie pglp piaski gliniaste lekkie pylaste pgm piaski gliniaste mocne pgmp piaski gliniaste mocne pylaste płz pyły zwykłe* gl gliny lekkie glp gliny lekkie pylaste gs gliny średnie gsp gliny średnie pylaste gc gliny ciężkie gcp gliny ciężkie pylaste płi pyły ilaste iz iły zwykłe ip iły pylaste % zawartość frakcji granulometrycznej <0,02 mm *od 0-35 % frakcji <0,02 mm powyżej 35 % 19

20 Jeszcze inaczej kategorię agronomiczną można wyznaczyć metodą polową wykorzystującą przyrząd Kruedenera (rysunek 12) Rysunek 12 Schemat probówki Kruedenera Przyrząd Kruedenera to specjalna probówka pozwalająca w przybliżeniu określić w terenie procentową zawartość trzech głównych frakcji granulometrycznych gleby: piasku 2-0,1 mm pyłu 0,1-0,02 mm części spławialnych < 0,02 mm Probówka ta, o płaskim dnie, ma wysokość 15 cm i średnicę 1,5 cm, jest wyposażona na dole w 2,5 cm skalę podzieloną na 100 równych części Aby przeprowadzić uproszczoną analizę należy do próbówki wsypać glebę do wysokości 2,5 cm, uzupełnić wodą do wysokości 10 cm, a następnie po zatkaniu korkiem wytrząsać przez 5 minut Potem próbówkę należy postawić na płaskim podłożu i zacząć mierzyć czas opadania cząstek Po 5 sekundach opadną cząstki najgrubsze (2-0,1 mm) odczytana ilość kresek na podziałce odpowiadać będzie % zawartości frakcji piasku Kolejny odczyt należy wykonać po min Różnica ilości kresek z drugiego i pierwszego odczytu da informację o procentowej zawartości frakcji pyłu (0,1-0,02 mm) Zawartość frakcji spławialnej oblicza się odejmując od 100 % zawartość frakcji piasku i pyłu W przypadku braku map glebowo-rolniczych czy przyrządu Kruedenera lub problemów z obiektywną oceną organoleptyczną gleby należy zlecić badania oceny kategorii agronomicznej gleby (składu granulometrycznego) OSCh-R DIAGNOZOWANIE STOPNIA ZAKWASZENIA GLEB Wyróżnia się pięć klas odczynu gleb w zależności od roztworu pomiarowego wody zdejonizowanej (destylowanej) i roztworu KCl (tabela 6) Tabela 6 Ocena odczynu gleb pomiar odczynu wykonany w: Klasa odczynu ph H2O kwasowość czynna woda zdejonizowana destylowana ph KCl kwasowość wymienna 1 M roztwór KCl bardzo kwaśna <5,0 <4,5 kwaśna 5,1-6,0 4,6-5,5 lekko kwaśna 6,1-6,7 5,6- obojętna 6,8-7,4 6,6-7,2 20

21 alkaliczna > >7,3 Aktualnie do obliczania dawek środków wapnujących Okręgowe Stacje Chemiczno-Rolnicze biorą praktycznie pod uwagę: ph KCl gleby odpowiadające kwasowości wymiennej (mierzonej w zawiesinie gleby w 1 M roztworze KCl w stosunku gleba:roztwór jak 1:2,5), jej kategorię agronomiczną (tabela 5) oraz założenia, że wapnowanie dotyczy 20 cm powierzchniowej warstwy ornej gleby na powierzchni 1 ha o masie 3000 t, gęstości objętościowej gleby 1,5 t/m 3, a dawki ustalane są dla środków wapnujących o reaktywności 70 % i wyznaczane w t/ha 100 % CaO Według tych danych i założeń z opracowanych w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) w Puławach tabel (tabele 7 i 8) wyznaczane są ilości dawek środków wapnujących wyrażone w tonach CaO/hektar dla przedziałów potrzeb wapnowania Tabela 7 Optymalne zalecane dawki środków wapnujących dla gruntów ornych w Polsce w tonach CaO na hektar (wg IUNG) Kategoria agronomiczna gleb ornych Przedziały potrzeb wapnowania konieczne potrzebne wskazane ograniczone bardzo lekkie 3,0 2,0 1,0 - lekkie 3,5 2,5 1,5 - średnie 4,5 3,0 1,7 1,0 ciężkie 6,0 3,0 2,0 1,0 Tabela 8 Przedziały potrzeb wapnowania gruntów ornych (wg IUNG) Kategoria agronomiczna gleb ph KCl dla przedziału potrzeb wapnowania konieczne potrzebne wskazane ograniczone zbędne bardzo lekkie do 4,0 4,1-5,5 4,6-5,0 5,1-5,5 od 5,6 lekkie do 4,5 4,6-5,0 5,1-5,5 5,6-6,0 od 6,1 średnie do 5,0 5,1-5,5 5,6-6,0 6,1- od 6,6 ciężkie do 5,5 5,6-6,0 6,1-6,6- od 7,1 Należy zwrócić uwagę na fakt, że wyznaczane dawki wapna odnoszą się do uzyskania stanu pełnej neutralizacji (zobojętnienia) gleby tj ph do poziomu Tak więc wyznaczone dawki nie odnoszą się do optymalnych wymagań uprawianych roślin co do odczynu gleb są więc z reguły wyższe W przypadku wapnowania użytków zielonych i gleb torfowych dawki środków wapnujących wyznaczane są w oparciu o założenia podobne jak dla gleb ornych oraz dane zamieszczone w tabelach 9 i 10 Tabela 9 Dawki wapna na użytkach zielonych w tonach CaO/ha Odczyn gleby ph Gleby bardzo kwaśny kwaśny < 4,1 4,1-4,5 4,6-5,0 5,1-5,5 bardzo lekkie mineralne i lekkie 1,5 1,5 1,0 1,0 średnie i ciężkie 3,0 3,0 2,0 2,0 organiczne 3,5 3,0 2,5-21

22 Tabela 10 Przedziały potrzeb wapnowania gleb torfowych Przedziały potrzeb wapnowania ph gleby w 1 M roztworze KCl potrzebne pożądane warunkowo potrzebne ograniczone <4,0 4,0-4,5 4,5-5,0 >5,0 Zaproponowany przez IUNG sposób wyznaczania potrzeb wapnowania gleb ornych, użytków zielonych i torfowych ma charakter uproszczony, ponieważ nie uwzględnia następujących parametrów środków wapnujących i niektórych uwarunkowań glebowych: W odniesieniu do środków wapnujących są to: - forma (granulowana lub pylista) - wilgotność - zawartość innych składników występujących w środkach wapnujących, zwłaszcza ograniczających wymywanie Ca 2+ z gleb (np materii organicznej) - zawartość wapnia w formie wodnorozpuszczalnej - liczba zobojętniania - reaktywność Zaś w odniesieniu do gleb należą: - zmienność głębokości warstwy płużnej - gęstość objętościowa - zawartość próchnicy i minerałów glinokrzemianowych (ilastych), które kształtują pojemność sorpcyjną - właściwości buforowe Ważne w tym względzie jest także to co zostało już podkreślone wcześniej, że zalecenia wapnowania IUNG nie uwzględniają wymagań konkretnych gatunków roślin co do ph gleby Wyznaczanie dawek środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg Biorąc pod uwagę specyficzne właściwości fizyczne i skład chemiczny Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, do wyznaczania optymalnych dawek tych środków wapnujących opracowany został w firmie Vincal specjalny algorytm ułatwiający rolnikom żmudne i trudne obliczenia Uwzględnia on zarówno właściwości środków wapnujących, jak również najważniejsze z punktu widzenia wapnowania cechy gleb oraz wymagania uprawianych gatunków roślin co do ph gleb Pomimo, że skład chemiczny i właściwości fizykochemiczne środków wapnujących Ecograncali Activ- Corg i Ecosilitcali Activ-Corg są bardzo zbliżone, to w algorytmie wyznaczania potrzeb wapnowania i obliczenia dawek uwzględniono ich odmienność Jak obliczamy dawkę środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg? Podstawowym parametrem niezbędnym do obliczeń dawek środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg jest kwasowość wymienna gleby Kwasowość wymienna ujawnia się podczas traktowania próbek gleb kwaśnych roztworem soli obojętnych, najczęściej 1 molowym chlorkiem potasu (KCl) W ten sposób wyznacza się stężenie jonów wodorowych H + występujących w roztworze glebowym i słabo związanych z glebowym kompleksem sorpcyjnym, który stanowi próchnica glebowa i wtórne minerały ilaste (rysunek 13) 22

23 MINERAŁY ILASTE KOMPLEKS SORPCYJNY GLEBY PRÓCHNICA GLEBOWA -H + -Al 3+ -H + + -H + -Na + -H + ROZTWÓR GLEBOWY Al 3+ Fe 3+ K + Mg 2+ H + H + H + H + Rysunek 13 Miejsca usytuowania jonów wodorowych odpowiadających kwasowości wymiennej gleb Na drodze wapnowania gleb zakwaszonych następuje wymiana jonów wodorowych H + na kationy wapnia Ca 2+ pochodzące z środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg w glebowym kompleksie sorpcyjnym (rysunek 14) Glebowy kompleks sorpcyjny -H Glebowy -H + 2 CaCO 3 = kompleks -Ca + 2 H 2 O + 2 CO 2 -H Ecograncali Activ-Corg sorpcyjny -Ca -H Ecosilitcali Activ-Corg Rysunek 14 Wymiana jonów H + na Ca 2+ w glebowym kompleksie sorpcyjnym pod wpływem środków wapnujących Vincal Taka reakcja wymiany jonowej w glebach zachodzi po tym, gdy trudno rozpuszczalny węglan wapnia CaCO 3 przejdzie w formę łatwo rozpuszczalną tj Ca(HCO 3 ) 2 : CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 Ca(HCO 3 ) 2 = Ca HCO HCO H + = 2 H 2 CO 3 ( 2 CO H 2 O) Zneutralizowanie kwasowości wymiennej jest najistotniejszym celem wapnowania gleb, a jej znajomość służy jako podstawowy wskaźnik do obliczeń dawek środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg Tabela 11 Optymalne zakresy odczynu gleb dla uprawy wybranych gatunków roślin Rośliny uprawne przemysłowe Zakres ph Warzywa w uprawie polowej Zakres ph Drzewa owocowe i ozdobne Zakres ph Krzewy owocowe i ozdobne Zakres ph Rośliny ozdobne Bobik - Burak Brzoskwinia Agrest Amarylis 8,0 7,2 Brukiew 5,4-6,7- Cebula Czereśnia Aronia Anturium 7,2 Burak - 6,2- Borówka wysoka 4,0- Chrzan Grusza 3,5-5,0 Araukaria cukrowy 7,2 (amerykańska) 5,0 Burak 6,2- Cykoria Jabłoń Malina 6,2 Asparagus pastewny Gorczyca biała Czosnek 6,7- Morela Porzeczka czarna Aster i czarna pospolity 9,0 7,2 Jęczmień - Dynia Orzech 4,5- Porzeczka czerwona Azalia zwyczajna laskowy 5,5 Koniczyna Orzech 6,7-4,5- Fasola Truskawka Begonia biała włoski 7,8 5,5 Koniczyna - 6,7- Groch Śliwa Winorośl 6,7-7,2 Bluszcz czerwona 7,2 8,0 Kukurydza - Kalafior Wiśnia - Żurawina 5,0 Chryzantema Zakres ph 23

24 24 7,2 wielkoowocowa (borówka wielkożurawinowa) i poniżej Len zwyczajny Kapusta biała - Akacja Cyklamen perski Lucerna siewna - Kapusta brukselska Brzoza 6,0 Cytryna 8,0 Łubin biały i wąskolistny Kapusta czerwona - Buk Dzwonek 8,0 Łubin żółty 5,5 Koper włoski 6,0 Bukszpan 8,0 Figowiec sprężysty Mieszanki pastewne 6,0 Majeranek 8,0 Cis Forsycja Mieszanki zbożowe 6,0 Marchew Dąb 6,0 Frezja - Owies 4,5-6,0 Ogórek Grab 8,0 Fuksja Peluszka Pietruszka Jałowiec 6,0 Gardenia 6,0 Pszenica Pomidor Jawor Gerbera - Pszenżyto Por - Jesion Gladiola Rzepak ozimy Rabarbar Jodła 6,0 Groszek pachnący Rzepik 5,6-6,7 Rzodkiew Kasztanowiec 8,0 Grubosz - Seradela pastewna Sałata Klon 8,0 Gwiazda betlejemska Soczewica Seler Lipa Hiacynt wschodni - Soja - Szczaw ogrodowy 4,0- Modrzew Hipeastrum, zwartnica Trawy 5,5 Szczypiorek Olcha Hortensja czerwona Trawy pastewne Szparag - 8,0 Robinia Hortensja niebieska 4,0-4,5 Tytoń Szpinak - Sosna Kalanchoe Wyka ozima Świerk Kamelia japońska Ziemniaki Topola Koleus blumego Żyto 4,5- Tuja Krokus 8,0 Wiąz Konwalia majowa 4,5-6,0 Lilia - Magnolia 6,0 Męczennica 8,0 Narcyz Nasturcja Oleander Opuncja Palma Pelargonia Peonia Petunia

25 Prymula Rezeda wonna Róża Różanecznik, azalia Trzykrotka Tulipan Zawilec koronowy 8,0 4,5-6,0 Algorytm do kalkulatora wyznaczania dawek Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg w wapnowaniu gleb Opracowany przez IUNG i obowiązujący sposób wyznaczania dawek środków wapnujących opiera się na założeniu, że w wyniku wapnowania gleb doprowadza się ich odczyn do stanu obojętnego (ph=7) Większość roślin uprawnych do optymalnego wzrostu i rozwoju wymaga odczynu obojętnego lub lekko kwaśnego Niektóre rośliny są mało wrażliwe na odczyn gleby i mogą się dobrze rozwijać na glebach w szerokim zakresie ph Z kolei niektóre są słabo tolerancyjne i do prawidłowego wzrostu i rozwoju wymagają wąskiego zakresu ph gleby Z tych powodów u podstaw przedstawionych dalej wyliczeń dla środków Vincal założono, że dawki środków wapnujących pozostają ściśle skorelowane z wymaganiami roślin co do ph W związku z tym opracowana została baza danych optymalnych zakresów odczynu gleb według kwasowości wymiennej ph KCl dla wielu roślin uprawnych (tabela 11), która wykorzystywana jest w algorytmie wyznaczania dawek Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg w zabiegach wapnowania gleb Algorytm obliczeń dawek środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg obejmuje następujące etapy: 1 Znając wartość ph KCl gleby zakwaszonej i procedurę analityczną oznaczania kwasowości wymiennej laboratoryjną metodą potencjometryczną (pomiar ph KCl wykonuje się standardowo w zawiesinie glebowej, w której stosunek masy gleby do objętości 1 M roztworu KCl jest 1:2,5), obliczamy odpowiadające ph KCl stężenie jonów H +, wykorzystując znaną zasadę zależności: ph KCl = -log [H + KCl], po przekształceniu tego wzoru stężenie [H + KCl] mol/dm 3 = 10 -ph KCl 2 Korzystając z tabeli 11 wybieramy interesującą nas roślinę uprawną i optymalne do ich uprawy ph KClopt gleby Z zakresu najlepiej wybrać wartość zbliżoną do jego krańcowych wartości Na przykład: jeżeli optymalne ph KCl gleby w uprawie łubinu żółtego waha się w zakresie od 5,5 ph KClopt, a zmierzone ph KCl wynosi 5,15, to do obliczeń przyjąć wartość 5,0, natomiast gdy ph KCl wynosi 5,45, to do dalszych obliczeń wziąć wartość 5,5 Wybraną wartość ph KClopt przeliczamy również na stężenie [H + KClopt] wyrażone w mol/dm 3 = 10 -ph KClopt stężenie [H + KClopt] mol/dm 3 = 10 -ph KClopt 25

26 3 Liczymy różnicę pomiędzy wartością ph KCl dla gleby zakwaszonej a wartością optymalną dla wybranej rośliny (ph KClopt ): ph = ph KCl ph KClopt = -log[h + KCl] -log[h + KClopt] = 10 -ph KCl 10 -ph KClopt Wyznaczone z różnicy ph = ph KCl ph KClopt stężenie jonów wodorowych, przeliczamy tak aby było wyrażone w g H + /kg gleby, wg poniższego wzoru: stężenie H + g/kg gleby = 10 -ph KCl ( ) We wzorze tym współczynnik powiązany jest z masą próbki gleby i objętością 1 M roztworu KCl w warunkach pomiaru kwasowości metodą potencjometryczną 4 Liczymy masę gleby na powierzchni 1 ha Tutaj należy pamiętać o tym, że masa ta zależy od gęstości objętościowej gleby (dla poziomów ornych gleb mineralnych średnio wynosi 1,5 t/m 3, przy czym waha się w zakresie od 0,9 do 1,6 t/m 3 dla gleb gliniastych, ilastych i pylastych, a dla gleb piaszczystych od 1,2 do 1,9 t/m 3, zaś ) Do obliczeń najczęściej wybiera się wartość średnią, chyba, że znana jest gęstość konkretnej gleby albo ustalono ją w oparciu o kategorię agronomiczną Uwzględnić należy także grubości warstwy ornej, która ma być zwapnowana Obliczenia masy gleby w tonach na 1 ha wykonuje się według wzoru: masa gleby na powierzchni 1 ha (t/ha) = m 2 grubość warstwy ornej (m) gęstość objętościowa gleby (t/m 3 ) 5 Biorąc pod uwagę wzory przedstawione w punktach 3 i 4 liczymy zawartość jonów wodorowych [H + ] w masie gleby na powierzchni 1 ha, jako iloczyn: zawartość jonów wodorowych [H + ] (t/ha) = (stężenie H + powierzchni 1 ha (t/ha) g/kg gleby) (masa gleby na 6 Kolejnym etapem obliczeń jest wyliczenie stężenia jonów wapniowych Ca 2+ niezbędnego do uzyskania optymalnego odczynu gleby dla uprawy wybranego gatunku rośliny Tutaj wykorzystuje się zależność równowagową: 2 H + = Ca 2+ co oznacza, że do zobojętnienia dwóch moli jonów wodorowych [H + ] potrzebny jest jeden mol kationu wapnia [Ca 2+ ] i wzór: stężenie jonów wapniowych Ca 2+ do uzyskania optymalnego odczynu na powierzchni 1 ha (t/ha) = (zawartość jonów wodorowych [H + ] (t/ha) 40,08)/2,016 gdzie: 40,08 masa atomowa wapnia (Ca) 2,016 masa dwóch atomów wodoru (2H) 7 Dalej przelicza się stężenie jonów wapniowych Ca 2+ do uzyskania optymalnego odczynu na powierzchni 1 ha (t/ha) na równoważną ilość: 26

27 Ecograncali Activ-Corg o deklarowanej całkowitej zawartości wapnia (Ca) 35,8 %, tj 89,4 % CaCO 3 wg wzoru: Dawka Ecograncali Activ-Corg do uzyskania optymalnego odczynu na powierzchni 1 ha (t/ha) = (((zawartość jonów wodorowych [H + ] (t/ha) 40,08)/2,016) 2,497) 100 %)/% zawartość CaCO 3 w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg o deklarowanej całkowitej zawartości wapnia (Ca) = 35,0 %, tj 87,4 % CaCO 3, wg wzoru: Dawka Ecosilitcali Activ-Corg do uzyskania optymalnego ph KClopt na powierzchni 1 ha (t/ha) = (((zawartość jonów wodorowych [H + ] (t/ha) 40,08)/2,016) 2,497) 100 %)/% zawartość CaCO 3 w Ecosilitcali Activ-Corg gdzie: 2,497 to przelicznik Ca na CaCO 3 8 Biorąc pod uwagę reaktywności środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, wynoszące odpowiednio 92,31 % i 96,88 %, należy skorygować ich dawki według wzorów: 81 Dawka skorygowana Ecograncali Activ-Corg (t/ha) = wyliczona dawka Ecograncali Activ-Corg x 100 % 92,31 % 82 Dawka skorygowana Ecosilitcali Activ-Corg (t/ha) = wyliczona dawka silitcali Activ-Corg x 100 % 96,88 % 9 Współczynniki korygujące dotyczące wilgotności Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ- Corg oblicza się w oparciu o dane uzyskane zgodnie z punktem 81 i 82 oraz wzory: 91 Dawka skorygowana Ecograncali Activ-Corg (t/ha) = dawka 81 (1 + wilgotność Ecograncali Activ-Corg) Dawka skorygowana Ecosilitcali Activ-Corg (t/ha) = dawka 82 (1 + wilgotność Ecosilitcali Activ-Corg) Współczynniki korygujące dotyczące zawartości węgla organicznego w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg oblicza się w oparciu o dane uzyskane zgodnie z punktem 91 i 92 oraz wzory: 101 Dawka skorygowana Ecograncali Activ-Corg (t/ha) = dawka 91 - (17,69 dawka 91 Ecograncali Activ-Corg) Dawka skorygowana Ecosilitcali Activ-Corg (t/ha) = dawka 92 (14 dawka 92 Ecosilitcali Activ-Corg) Ostateczne dawki środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg wyliczamy w oparciu o równanie regresji liniowej pomiędzy zmiennymi: y = ax+b dawka środków wapnujących w t/ha = f [kategoria agronomiczna gleb (skład granulometryczny)] 27

28 111 Dawka Ecograncali Activ-Corg (t/ha) = ax+b 112 Dawka Ecosilitcali Activ-Corg (t/ha) = ax+b Z przedstawionego algorytmu wynika, że do wyliczenia precyzyjnej dawki Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg konieczna jest znajomość najważniejszych czynników glebowych i właściwości środków wapnujących Vincal Zaletą algorytmu jest także to, że pozwala na wyliczenia dawek do osiągnięcia optymalnego odczynu wymaganego w uprawie konkretnej rośliny Jest to bardzo istotne z punktu widzenia niekorzystnego nadmiaru wapnia w glebach, jak również kosztochłonności zabiegu wapnowania Chcąc wykonać obliczenia dawek środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg można zrobić to w oparciu o powyższy algorytm ręcznie Jest to jednak pracochłonne Dlatego firma Vincal proponuje skorzystać ze specjalnego przyjaznego kalkulatora, który jest dostępny na jej stronie internetowej Wyliczenia dawek środków wapnujących sprowadzają się do wpisania tylko czterech liczb, tak jak to pokazano na poniższym schemacie ideowym: Wpisz wartość kwasowości wymiennej gleby zakwaszonej krok 1 Wpisz optymalną wartość odczynu gleby dla uprawianej rośliny krok 2 Wpisz grubość warstwy ornej w metrach krok 3 Wpisz kategorię agronomiczną gleby: krok 4 1 gdy jest to gleba bardzo lekka 2 gdy jest to gleba lekka 3 gdy jest to gleba średnia 4 gdy jest to gleba ciężka Po wpisaniu tych czterech danych wyświetlą się wyliczone dawki, osobno dla: Ecograncali Activ-Corg (t/ha) Ecosilitcali Activ-Corg (t/ha) Wybór formy nawozu (granulowany Ecograncali Activ-Corg czy pylisty Ecosilitcali Activ-Corg) zależy od możliwości technicznych gospodarstwa rolniczego rodzaju posiadanego rozsiewacza 28

29 ODCZYN GLEB Jedną z najważniejszych cech gleb jest ich odczyn O kwasowości gleby decydują dwa główne rodzaje zabsorbowanych kationów, mianowicie bezpośrednio wodór H +, a pośrednio glin Al 3+ Różnią się one mechanizmem działania, zależnym od źródła i natury ładunków, które te jony przytrzymują Jony glinowe zdesorbowane z glebowego kompleksu sorpcyjnego ulegają w roztworze glebowym trójstopniowej reakcji hydrolizy: Al +3 + H 2 O = AlOH +2 + H + AlOH +2 + H 2 O = Al(OH) H + Al(OH) H 2 O = Al(OH) 3 + H + Powstające jony wodorowe stanowią więc poważne źródło zakwaszenia gleb Kwasowość gleby i związane z nią obniżenie żyzności są wynikiem niedoboru wymiennych kationów zasadowych Ca 2+, Mg 2+, K +, Na + Ilość bowiem zaadsorbowanych kationów decyduje o stopniu nasycenia gleb zasadami i przez to wpływa pośrednio na stężenie jonów wodorowych w roztworze glebowym A zatem wzrost ph osiągamy przez dodanie do gleby odpowiednich ilości środków zawierających jeden lub więcej potrzebnych kationów zasadowych Jest zatem rzeczą naturalną, że w razie zakwaszenia gleby należy w niej zwiększyć stężenie jonów zasadowych Jednak wybór kationów tylko częściowo rozwiązuje sprawę Trzeba bowiem wziąć pod uwagę również towarzyszące im aniony Na przykład siarczan wapnia (gips) wprowadzony do gleby ulega takim przemianom, że wymienne kationy wodoru zostają zastąpione przez kationy Ca 2+, a w roztworze glebowym powstaje silny kwas siarkowy, co można przedstawić następująco: Glebowy kompleks sorpcyjny -H Glebowy -H + 2 CaSO 4 = -Ca + 4 H + 2- kompleks + 2 SO 4 -H sorpcyjny -Ca -H Chociaż ilość aktywnego wapnia wzrasta, to ph roztworu glebowego się zmniejsza Dlatego sole wapnia i magnezu silnych kwasów są przeważnie nieprzydatne, a gips i chlorek wapnia (CaCl 2 ) są rzadko polecane jako środki wapnujące Sole słabych kwasów, takie jak węglany i związki zasadowe, tj tlenki i wodorotlenki mają tę zaletę, że nie pozostawiają w glebie żadnych szkodliwych pozostałości Na przykład bezpośrednie reakcje wapna palonego CaO lub Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, które zwierają wapń w postaci CaCO 3 z kwasami występującymi w glebach, przedstawione w sposób uproszczony, przebiegają następująco: Glebowy kompleks sorpcyjny -H Glebowy -H + 2 CaO = kompleks -Ca + 2 H 2 O -H sorpcyjny -Ca -H Glebowy kompleks sorpcyjny -H Glebowy -H + 2 CaCO 3 = kompleks -Ca + 2 H 2 O + 2 CO 2 -H Ecograncali Activ-Corg sorpcyjny -Ca -H Ecosilitcali Activ-Corg Należy zaznaczyć, że w obu przypadkach reakcja przesuwa się w prawo, tzn, że zachodzi neutralizacja lub usunięcie jonów H + z układu, a wzrost ilości wymiennego wapnia (Ca 2+ ) W wyniku tego następuje 29

30 zwiększenie stopnia nasycenia gleby kationami zasadowymi przy jednoczesnym wzroście ph roztworu glebowego Dostępne w handlu środki wapnujące stanowią mieszaninę różnych związków wapnia i magnezu, nie są też chemicznie czyste Jedyny swego rodzaju wyjątek stanowią Ecograncali Activ- Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, odznaczające się najwyższym stopniem czystości oraz bardzo drobnym (optymalnym) rozdrobnieniem i z tego powodu są rekomendowane do wapnowania gleb Gwarancja dotycząca stopnia rozdrobnienia środków wapnujących Vincal Znany jest powszechny pogląd, że im lepiej dany środek wapnujący jest rozdrobniony, ma większą powierzchnię właściwą i ma niski stopień twardości, tym łatwiej ulega rozpuszczeniu i tym szybciej reaguje chemicznie Takie bardzo korzystne cechy posiadają Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, a efektywność ich w porównaniu z innymi rodzajami środków wapnujących jest nieporównywalna W tym względzie cechą wyróżniającą te środki jest to, że ich naturalny stopień rozdrobnienia jest optymalny To znaczy na tyle wysoki, że reakcje rozpuszczania CaCO 3 zachodzą szybko, a z drugiej strony tak, że pozostaje w glebie dłużej i jego wpływ jest widoczny w ciągu paru miesięcy Co więcej, charakterystyczne uziarnienie Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg obniża szybkość ich wymywania z gleb Żadne inne znane środki wapnujące nie zawierają w swoim składzie obok węglanu wapnia węgla organicznego, w tym w formie humianów i fulwianów (tabela 1 i 2), które mają dużą zdolność do wiązania wody glebowej Sprawia to, że po aplikacji do gleb, w bezpośrednim otoczeniu, jak również we wnętrzu (porach) cząsteczek Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg występuje roztwór glebowy, w którym przebiegają szybko reakcje rozpuszczania i chemicznych transformacji Przemiany Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg po wprowadzeniu do gleby Przy rozpatrywaniu przemian, jakim ulegają środki wapnujące Vincal po dodaniu do gleby, zawsze trzeba pamiętać o dwóch kwestiach: 1) zastosowane w procesie wapnowania przechodzą do roztworu glebowego pod wpływem zmiennego ciśnienia cząsteczkowego (parcjalnego) dwutlenku węgla (CO 2 ), 2) kwaśny glebowy kompleks sorpcyjny (wysycony jonami H + ) adsorbuje znaczną ilość jonów wapnia (Ca 2+ ) Reakcja z CO 2 : Jeżeli do gleby kwaśnej dodamy Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg, w których wapń występuje w postaci węglanów, to w zetknięciu z roztworem glebowym CaCO 3 przechodzi w wodorowęglan: CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca(HCO 3 ) 2 Dzieje się tak dla tego, że cząstkowe ciśnienie CO 2 jest zwykle 100 razy większe, niż w powietrzu atmosferycznym, a wystarcza dla wykluczenia obecności węglanu Reakcje z koloidami glebowymi: Podana wyżej reakcja dotyczy tylko przemian Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg w roztworze glebowym zawierającym dwutlenek węgla Jednak sytuacja w glebie nie jest taka prosta, dlatego, że koloidy glebowe (kompleks sorpcyjny) przez adsorpcję jonów wapnia ciągle udaremniają osiągnięcie równowagi Jony te (Ca 2+ ) mogą być pobierane z roztworu glebowego lub bezpośrednio z fazy stałej, jeżeli kontakt z nią jest dostatecznie bliski Adsorpcję tę w odniesieniu do wapnia zawartego w środkach Vincal można przedstawić w sposób następujący: 30

31 Glebowy kompleks sorpcyjny -H (w roztworze) Glebowy -H + 2 Ca(HCO 3 ) 2 = kompleks -Ca + 4 H 2 O + 4 CO 2 -H Ecograncali Activ-Corg sorpcyjny -Ca -H Ecosilitcali Activ-Corg Glebowy kompleks sorpcyjny -H (faza stała) Glebowy -H + 2 CaCO 3 = kompleks -Ca + 2 H 2 O + 2 CO 2 -H Ecograncali Activ-Corg sorpcyjny -Ca -H Ecosilitcali Activ-Corg Przy rozpuszczaniu Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg następuje uwalnianie dwutlenku węgla Ponadto adsorpcja wapnia (Ca 2+ ) powoduje zwiększenie wysycenia kationami zasadowymi koloidalnego kompleksu sorpcyjnego, a w związku z tym wzrasta odpowiednio ph roztworu glebowego Rozmieszczenie wapnia w glebie zwapnowanej przy użyciu Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg Wprowadzony do gleby wapń w postaci granulowanej Ecograncali Activ-Corg lub pylistej Ecosilitcali Activ-Corg występuje tam, przynajmniej czasowo, w trzech postaciach: 1) węglanu wapnia (CaCO 3 ) 2) wymiennych kationów Ca 2+ zabsorbowanych przez glebowy kompleks sorpcyjny (próchnicę i minerały ilaste) 3) zdysocjowanych kationów Ca 2+ w roztworze glebowym, przeważnie w połączeniu z jonami wodorowęglanowymi (HCO 3 - ) Z chwilą gdy węglan wapnia ulegnie całkowitemu rozpuszczeniu, układ ten staje się nieco prostszy Zawiera bowiem wtedy tylko kationy Ca 2+ wymienne i kationy Ca 2+ w roztworze glebowym Cechą odróżniającą środków wapnujących Vincal od popularnie stosowanych jest to, że w swoim składzie zawierają wodnorozpuszczalne formy wapnia (Ca 2+ ) w ilości ok 0,1 % (Ecograncali Activ-Corg 911,02 mg/kg i Ecosilitcali Activ-Corg 1097,97 mg/kg tabele 1 i 2) Zapewnia to częściową neutralizację kwasowości czynnej gleby (jonów H + w roztworze glebowym), natychmiast po wprowadzeniu ich do gleby Wyczerpywanie się zapasów wapnia Z upływem czasu cząsteczki dodanych do gleby węglanów wapnia w postaci Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg stopniowo znikają, a kompleks sorpcyjny traci część swoich kationów zasadowych (Ca 2+, Mg 2+, K +, Na + ) Jest to powodowane przez jony H + kwasu węglowego i innych kwasów nieorganicznych i organicznych tworzących się nieustannie w wyniku wielu procesów i reakcji zachodzących w glebach W ten sposób tzw zapas wapnia, zarówno w postaci węglanów, jak i w kompleksie sorpcyjnym, zasila stopniowo roztwór glebowy skutkiem wymiany kationów Wapń z roztworu glebowego może być zużywany w różny sposób, a ubytek ten wiąże się z wymywaniem Ca 2+, Ca(HCO 3 ) 2 i CaCO 3 w wypadku dużej ilości opadów atmosferycznych W takich warunkach wzrasta w glebach zawartość jonów wodorowych (H + ) i glinowych (Al 3+ ), które potęgują zakwaszenie gleby Należy pamiętać o tym, że wymiana kationów pomiędzy glebowym kompleksem sorpcyjnym a roztworem glebowym jest głównym źródłem strat wapnia z powierzchniowych poziomów gleb, a uprawa roślin wyraźnie je ogranicza, a nawet zapobiega (także wszystkich innych składników pokarmowych) Trzeba również wiedzieć to, że ubytki Ca 2+ są znacznie mniejsze na skutek 31

32 pobierania przez rośliny niż w wyniku wymywania Oczywiście na ubytki wapnia z gleb mają również takie czynniki jak: ilość, forma, jakość i termin stosowania środków wapnujących, poziom nawożenia mineralnego i organicznego, stosowany płodozmian oraz właściwości gleby, głównie jej skład granulometryczny, skład mineralogiczny, zawartość próchnicy, porowatość, przepuszczalność i wiele innych Szacuje się, że średnio ubytek wapnia (Ca 2+ ) w polskich glebach uprawnych wskutek pobierania przez rośliny wynosi 250 kg/ha rocznie W przypadku stosowania środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg ubytki wapnia związane z wymywaniem są znacznie mniejsze z powodu zawartości w nich związków próchnicznych, tj humianów, fulwianów i humin Stanowi to unikatową cechą środków wapnujących Vincal Wpływ wapnowania środkami Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg na gleby Przemiany środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg w glebach są różnorodne i skomplikowane Skutki wapnowania mają charakter fizyczny, chemiczny i biologiczny Skutki fizyczne: Na glebach kwaśnych dodanie wapnia wpływa na tworzenie i utrwalanie się struktury agregatowej gleb Adsorpcja wapnia (Ca 2+ ) wywołuje aglomerowanie (zgruźlanie) w wyniku zjawiska flokulacji (grupowanie się drobnych cząstek ilastych w charakterystyczne kłaczki), a zwłaszcza koagulacji (grupowanie się cząstek glebowych w większe zespoły) Wapń wpływa na czynności biotyczne, na rozkład substancji organicznej i syntezę próchnicy, a te wzmagają ogromnie zgruźlanie gleby W tym momencie należy wiedzieć, że flokulacja nie jest jednoznaczna ze zgruźleniem, ponieważ gruzełki w glebach występują głównie w obecności substancji organicznej i innych substancji aglomerujących ( lepiących ) Przyczyną szybszej koagulacji koloidalnych minerałów ilastych wysyconych jonami wapnia są właściwości elektrokinetyczne tego układu Upraszczając można powiedzieć, że kationy Ca 2+ są wiązane bardzo blisko powierzchni cząstek koloidalnych i powodują zbliżanie się do siebie i koagulację cząstek koloidalnych Skutki chemiczne: Jeżeli glebę kwaśną zwapnujemy za pomocą Ecograncali Activ-Corg lub Ecosilitcali Activ-Corg i doprowadzimy do korzystniejszego z punktu widzenia roślin ph, to nastąpi w niej szereg istotnych zmian chemicznych: - zmniejszenie stężenia jonów H + - wzrost stężenia zasadowych kationów wapnia, w tym przede wszystkim formy wymiennej (wzrost stopnia nasycenia zasadami kompleksu sorpcyjnego) - zmniejszenie rozpuszczalności żelaza, glinu i manganu - zwiększenie przyswajalności fosforanów i molibdenianów - zwiększanie lub zmniejszanie się przyswajalności potasu w zależności od warunków Zmniejszenie kwasowości kwasowości to najważniejszy skutek wapnowania gleb z wykorzystaniem środków Vincal Jednak wpływ pośredni na przyswajalność składników pokarmowych i na toksyczność niektórych pierwiastków ma także kolosalne znaczenie Wapnowanie gleb kwaśnych zwiększa bowiem przyswajalność i pobieranie przez rośliny takich pierwiastków, jak molibden (Mo), fosfor (P), wapń (Ca) i magnez (Mg), a jednocześnie zmniejsza radykalnie stężenia żelaza (Fe), glinu (Al) i manganu (Mn) oraz metali ciężkich (Pb, Cd, Cr, Ni, As, Hg), które w bardzo kwaśnym środowisku mają tendencję do występowania w formach i ilościach toksycznych dla roślin Skutki biologiczne: Wapń obecny w Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg stymuluje wszechstronne, heterotroficzne organizmy glebowe, uaktywniając tym samym substancję organiczną i uruchamiając 32

33 azot w glebie kwaśnej Szybkość obiegu tych składników jest często ważniejsza niż ich chwilowa zawartość w glebie Stymulacja więc procesów enzymatycznych nie tylko sprzyja tworzeniu się próchnicy, ale także przyspiesza eliminację pewnych pośrednich związków organicznych, które mogłyby być toksyczne dla roślin wyższych Wapnowanie sprzyja rozwojowi większości pożytecznych organizmów glebowych i niektórych szkodliwych, na przykład wywołujących parcha ziemniaczanego Wzrost ph przyspiesza znacząco hydrolizę białek i amonifikację oraz utlenianie siarki Wapnowanie stymuluje szczególnie rozwój bakterii wiążących azot, zarówno wolno żyjących, jak i współżyjących z roślinami motylkowatymi Obecność jonów metali niezbędna jest do nitryfikacji tak ważnego procesu biologicznego Reakcja ta przy niedoborze wapnia zachodzi bardzo powoli Pomyślny rozwój większości organizmów glebowych jest tak uzależniony od wapnia, że gleby, w których ilość tego pierwiastka spadła poniżej pewnego poziomu, nie są wystarczająco biologicznie czynne Przewapnowanie Przewapnowanie to taki stan gleby, w której wzrost ph jest wyższy niż to wynika z poziomu wymaganego dla optymalnego wzrostu i rozwoju roślin na danej glebie W tych warunkach wiele roślin uprawnych, które normalnie dodatnio reagują na wapnowanie, ulega uszkodzeniu, zwłaszcza w pierwszym okresie po wapnowaniu Szkodliwy wpływ nadmiaru wapnia w glebach powoduje: - niedostatek żelaza, manganu, miedzi, cynku - zmniejszenie się przyswajalności fosforanów z powodu tworzenia się nierozpuszczalnych fosforanów wapnia - zakłócenie absorpcji fosforu przez rośliny, a szczególnie jego metabolizmu - ograniczenie pobierania boru przez rośliny Racjonalne stosowanie środków wapnujących Ecograncali Activ-Corg i Ecosilitcali Activ-Corg nigdy nie prowadzi do przewapnowania gleb Problemy związane z wapnowaniem W związku ze stosowaniem środków wapnujących wyłaniają się w praktyce trzy zasadnicze pytania Jeżeli na pierwsze odpowiada się twierdząco, to logiczne jest postawienie dwu dalszych Te pytania to: 1 Czy wapnowanie jest potrzebne? 2 Jaka postać i forma środka wapnującego powinna być użyta? 3 Jakie dawki należy zastosować? Czy wapnowanie jest potrzebne? Użycie środków wapnujących powinno być uzależnione od odczynu gleby i od potrzeb uprawianych roślin W tym celu należy oznaczyć ph gleby w 1 M roztworze KCl (ph KCl ), tj kwasowość czynną lub kwasowość hydrolityczną H h po ekstrakcji próbki w roztworze soli hydrolizującej zasadowo (najczęściej 1 M roztworze CH 3 COONa) Dopuszcza się również oznaczyć ph mniej dokładną, ale z punktu widzenia praktycznego wystarczającą metodą kolorymetryczną Helliga Zanim jednak podamy jakiekolwiek zalecenia, należy również oznaczyć kategorię agronomiczną (skład granulometryczny) wapnowanej gleby samemu z mapy glebowo-rolniczej (rysunek 11), polowymi metodami organoleptyczną lub z wykorzystaniem przyrządu Kruedenera (rysunek 12), albo zlecić badania w okręgowych stacjach chemiczno-rolniczych Następnie należy rozważyć wymagania roślin w odniesieniu do ph gleby w tym względzie pomocne jest zestawienie opracowane przez firmę Vincal (tabela 11) 33

34 Tak więc ostateczna decyzja o potrzebie wapnowania powinna opierać się na właściwej koordynacji danych dotyczących stanu gleby i potrzeb roślin Jaka postać i forma środka wapnującego powinna być użyta? Przy wyborze rodzaju środka wapnującego należy zawsze brać pod uwagę pięć głównych czynników: 1 gwarantowany skład chemiczny 2 koszty w przeliczeniu na 1 tonę 3 szybkość reakcji z glebą 4 stopień rozdrobnienia 5 względy specjalne np łatwość wysiewu, transportu magazynowania Jakie dawki środków wapnujących należy zastosować? Jako zasadę należy przyjąć, że wszystkie zalecane dawki środków wapnujących są podawane tylko w przybliżeniu Dokładne ich podanie jest bowiem niemożliwe i niepewne, ponieważ zbyt dużo czynników wpływa na skuteczność wapnowania, w tym niezależnych od człowieka (pogoda) Nie oznacza to, że nie można jednak ich przewidzieć i wyliczyć z możliwie największą dokładnością, taką aby efektywność wapnowania była jak największa albo żeby nie doszło do przewapnowania gleb Najważniejszymi czynnikami są: - buforowość gleb (trzeba pamiętać, że mamy do czynienia z glebowym kompleksem koloidalnym, którego buforowości nigdy dokładnie nie znamy), - gatunek roślin uprawianych bezpośrednio po zabiegu wapnowania - efekty ekonomiczne wapnowania (koszty zakupu środków wapnujących) Przy podejmowaniu decyzji w praktyce powinno się rozważyć szereg czynników Do najważniejszych z nich należą: - ph, skład granulometryczny gleby i zawartość próchnicy w warstwie ornej - zaplanowane rośliny uprawne i ich wymagania co do odczynu gleb - rodzaj środków wapnujących (tlenkowe, węglanowe) - forma środków wapnujących rozdrobnienie (pyliste, granulowane) - fachowe doradztwo rolnicze oraz wiedza i doświadczenie własne ZAKWASZENIE GLEB W POLSCE Istotnym czynnikiem ograniczającym produkcję rolniczą, nie ujętym bezpośrednio w waloryzacji, jest zakwaszenie gleb Około 80 % gleb użytków rolnych Polski jest w różnym stopniu zakwaszonych (bardzo kwaśne 29 %, kwaśne 28 %, lekko kwaśne 24 %) Pozostałe 20 % to gleby o odczynie obojętnym i zasadowym Uwzględniając fakt, że większość roślin uprawnych do prawidłowego rozwoju wymaga gleb o odczynie od słabo kwaśnego do obojętnego (tabela 11), palącą potrzebą jest realizacja programu wapnowania Ponad 4 mln ha gruntów ornych wymaga natychmiastowego wapnowania W powierzchni tej 2 mln ha stanowią gleby średnie i ciężkie, które po odkwaszeniu stanowić będą wysokiej wartości areały produkcyjne Poprawa odczynu gleb kwaśnych jest podstawowym czynnikiem zmiany sposobu ich użytkowania oraz korzystnego wpływu na plonowanie roślin Z badań chemizmu gleb Polski przeprowadzonych w latach 90-tych ubiegłego wieku wynika, że 29 % gleb użytków rolnych w Polsce wykazuje bardzo kwaśny odczyn (rysunek 15) Utrzymanie takiego stanu w dłuższym czasie prowadzić będzie do uruchamiania toksycznego glinu (Al 3+ ) i metali ciężkich (Pb, Cd, Cr, Ni, As, Hg) w środowisku, ograniczenia pobierania składników mineralnych przez rośliny, a w konsekwencji do zwiększania ryzyka przemieszczania biogenów do środowiska wodnego 34

35 Rysunek 15 Udział gleb bardzo kwaśnych i kwaśnych [%] w użytkach rolnych w Polsce (wg IUNG) Zużycie środków wapnujących wg GUS Wyniki produkcji roślinnej uzależnione są szczególnie od czynników agrometeorologicznych Na wielkość i jakość produkcji w znacznym stopniu wpływa również ilość nakładów ponoszonych na obrotowe środki produkcji, w tym np na nawozy, środki do wapnowania gleb, środki ochrony roślin, czy na kwalifikowany materiał siewny Wyniki badań statystycznych wykazały, że w latach 2014/2015 około 1177 tys gospodarstw rolnych (ponad 83 % gospodarstw) stosowało nawozy, w tym nawozy mineralne i środki wapnujące zastosowało ok 1059 tys gospodarstw W celu optymalizacji wzrostu plonów, w zasadzie powszechnie używane były nawozy azotowe, które zostały wykorzystane w ok 84 % jednostek stosujących nawozy mineralne (880 tys gospodarstw) Powszechnie w użyciu były również nawozy wieloskładnikowe znajdujące zastosowanie w ok 65 % gospodarstw stosujących nawożenie mineralne (685 tys gospodarstw) Skala stosowania nawozów fosforowych i potasowych była znacznie mniejsza W roku gospodarczym 2014/15 zużycie nawozów mineralnych (NPK) w przeliczeniu na 1 ha użytków rolnych zmniejszyło się w stosunku do okresu poprzedniego o 7,3 % i wynosiło 123,2 kg W zbadanym okresie rolnicy zastosowali pod uprawy ok 1792,2 tys t nawozów mineralnych (NPK) w przeliczeniu na czysty składnik Zużycie nawozów wyniosło: azotowych 1003,6 tys t, fosforowych 303,6 tys t, potasowych 485,0 tys t i środków wapnujących 567,6 tys ton Wyniki badań statystycznych wskazują, że do najczęściej wykorzystywanych nawozów należą: z grupy nawozów azotowych mocznik, saletra amonowa i saletrzak, fosforowych superfosfat, potasowych sól potasowa, wieloskładnikowych fosforan amonu, polifoska i lubofoska W 2014/2015 utrzymywał się bardzo niski poziom stosowania środków wapnujących Wskaźnik ich zużycia na 1 ha użytków rolnych kształtował się na poziomie niższym niż przed rokiem i wynosił 39 kg (rysunek 16 i 17) Poziom wykorzystania środków wapnujących był bardzo niski i niewystarczający w stosunku do potrzeb potwierdzonych badaniami prowadzonymi przez Krajową Stację Chemiczno- -Rolniczą 35

36 Rysunek 16 Zużycie nawozów mineralnych (NPK) i środków wapnujących (CaO) w rolnictwie w latach gospodarczych 2005/ /15 Rysunek 17 Zużycie nawozów mineralnych (NPK) i środków wapnujących (CaO) w roku gospodarczym 2014/15 w poszczególnych województwach 36