Gleba to podstawowe narzędzie każdego rolnika. Jej żyzność zależy od wielu czynników. Kluczową rolę odgrywa kompleks sorpcyjny. Zrozumienie i regulacja kompleksu sorpcyjnego poprawia plony. Poznaj jego skład, funkcje i sposoby zarządzania.
Czym jest kompleks sorpcyjny gleby?
Kompleks sorpcyjny to aktywna część stałej fazy gleby. Tworzą go mineralne i organiczne składniki. Głównie są to minerały ilaste i materia organiczna. Kompleks sorpcyjny to koloidalna część gleby. Zawiera zaadsorbowane jony wymienne.
Skład i właściwości kompleksu sorpcyjnego
Kompleks sorpcyjny składa się z koloidów mineralnych. Należą do nich glinokrzemiany i tlenki żelaza. Występują też koloidy organiczne. Próchnica glebowa stanowi ich ważny element. Istnieją również koloidy organiczno-mineralne. Większość koloidów gleby ma ładunki ujemne. Decyduje to o sorpcji wymiennej kationów.
W Polsce kompleks sorpcyjny jest naładowany ujemnie. Powoduje to sorpcję kationów. Przykładem są jony Ca2+ i Mg2+. Aniony są sorbowane w mniejszym stopniu. Jony NO3- łatwo się wypłukują. Może to prowadzić do utraty azotu z gleby.
Rola kompleksu sorpcyjnego w glebie
Kompleks sorpcyjny ma kluczowe znaczenie dla roślin. Zapewnia dostępność składników odżywczych. Zatrzymuje azot, fosfor i potas. Chroni je przed wypłukiwaniem. Działa jako naturalny filtr. Zatrzymuje szkodliwe substancje chemiczne. Pomaga chronić glebę przed erozją.
Kompleks sorpcyjny reguluje pH gleby. Utrzymuje odczyn sprzyjający roślinom. Przyczynia się do retencji wody. Chroni rośliny przed suszą. Jest kluczowym procesem dla zdrowia gleby. Wspiera zdrowie roślin i środowiska.
W Polsce kompleks sorpcyjny jest naładowany ujemnie.
Sorpcja gleby – rodzaje i znaczenie
Sorpcja to zdolność gleby do pobierania substancji. Odbywa się z cieczy lub powietrza. W gleboznawstwie wyróżniamy 5 rodzajów sorpcji. Są to sorpcja mechaniczna, fizyczna, wymienna, chemiczna i biologiczna. Sorpcja mechaniczna zatrzymuje cząstki zawiesin. Dzieje się to w mniejszych przestrzeniach glebowych. Sorpcja fizyczna chroni składniki. Zapobiega ich rozpuszczaniu i wypłukiwaniu. Sorpcja wymienna wiąże jony z koloidów. Odgrywa kluczową rolę w odżywianiu roślin.
Sorpcyjny kompleks glebowy (skg) uczestniczy w wymianie jonów. Obejmuje składniki mineralne i organiczne. Całkowita pojemność sorpcyjna gleby to miara zdolności wiązania jonów. Wyraża się ją w cmol na 1 kg gleby. Pojemność wymiany kationów (PWK, CEC) to suma jonów zasadowych i kwasowych. Stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami to procent kationów zasadowych w PWK.
Jak „zmierzyć” kompleks sorpcyjny?
Wielkość pojemności sorpcyjnej gleby waha się. Może wynosić od kilku do kilkudziesięciu cmol(+)/kg. Pojemność sorpcyjna gleby piaszczystej to około 30 mmol/kg. Gleby gliniasto-ilaste mają powyżej 400 mmol/kg. Pojemność sorpcyjna jest wyrażana w centymolach na kg suchej gleby.
Parametrem do pomiaru jest pojemność kompleksu sorpcyjnego. Mierzy się ją w mmol/kg. Optymalny stopień wysycenia kationami zasadowymi to około 65% Ca2+. Dla Mg2+ to około 10%.
Jak zbadać kompleks sorpcyjny gleby?
Możesz zbadać kompleks sorpcyjny gleby. Wykonaj badanie punktowe w laboratorium. Możesz też wykonać badanie strefowe. Mapowanie wysokiej rozdzielczości jest pomocne. Zleć precyzyjne pobranie próbek gleby. Skorzystaj z usług skanowania gleby.
Kwasowość gleby a kompleks sorpcyjny
Kwasowość gleby to stan, gdy pH jest poniżej 7. Dzieli się na kwasowość czynną i potencjalną. Kwasowość czynna pochodzi od wolnych jonów H+ w roztworze. Kwasowość potencjalna pochodzi od jonów H+ i Al3+ zasorbowanych w kompleksie. Kwasowość potencjalna dzieli się na wymienną i hydrolityczną.
Kwasowość wymienna pochodzi od jonów wodoru i glinu. Wskazuje na poziom zakwaszenia gleby. Kwasowość hydrolityczna opisuje potencjalną kwasowość. Jest związana z jonami H+ i Al3+. W 2015 roku średnia kwasowość hydrolityczna w Polsce wynosiła 2,96 cmol/kg.
Optymalne pH gleby do uprawy to 5,5–7,0. Zbyt kwaśne środowisko ogranicza dostępność pierwiastków. Hamuje też aktywność mikroorganizmów. Gleby cięższe i bardziej wysycone jonami zasadowymi są odporniejsze na zmiany pH.
Jak zadbać o kompleks sorpcyjny gleby?
Właściwości kompleksu sorpcyjnego zależą od wielu czynników. Wpływa na nie zawartość minerałów ilastych. Ważny jest odczyn gleby. Stopień rozdrobnienia też ma znaczenie. Gleby lekkie mają mniejszy kompleks sorpcyjny. Szybciej się zakwaszają. Gleby ciężkie potrzebują więcej wapna do zmiany pH.
Właściwości fizykochemiczne gleby zmieniają się. Zależą od systemu nawożenia i wapnowania. Systematyczne nawożenie obornikiem i wapnowanie zwiększa pojemność sorpcyjną. Poprawia też odczyn gleby. Zwiększa sumę zasad i wysycenie zasadami.
Im gleba jest cięższa i bardziej wysycona jonami zasadowymi, tym jest lepsza i odporniejsza na zmiany pH.
Wapnowanie i nawożenie organiczne
Wapnowanie jest kluczowe dla odczynu. W 2010 roku średnia dawka wapna wynosiła 2,48 tony CaO na ha. Wzrost odczynu gleby organicznej poprawia jej pojemność sorpcyjną. Nawożenie materią organiczną (obornik, kompost) jest bardzo korzystne. Poprawia pojemność sorpcyjną. Zwiększa stopień wysycenia kationami zasadowymi.
Zwiększenie zawartości próchnicy odbudowuje żyzność. Węgiel organiczny retencjonuje składniki. Aktywacja życia mikrobiologicznego jest ważna. Dostarczanie materii organicznej i biopreparatów pomaga. Przywraca równowagę biologiczną gleby. Rośliny okrywowe i międzyplony poprawiają strukturę. Wprowadzenie roślin motylkowych wzbogaca glebę w azot.
Nawożenie mineralne może pogarszać strukturę gleby. Dzieje się tak w dłuższym okresie. Wypiera jony wapnia.
Sugerowane działania dla poprawy kompleksu sorpcyjnego:
- Regularne wapnowanie i analiza pH gleby.
- Systematyczne wprowadzanie materii organicznej.
- Stosowanie roślin okrywowych i płodozmianu.
- Używanie kondycjonerów glebowych i mikroorganizmów.
- Ograniczenie przejazdów ciężkim sprzętem.
- Systematyczne działania regeneracyjne gleby.
Odpowiednia agrotechnika może poprawiać kompleks sorpcyjny gleby, podwyższając odczyn gleby i jakość próchnicy.
Kompleks sorpcyjny a żyzność gleby i plony
Żyzna gleba zapewnia lepszy dostęp do składników. Zapewnia również lepszy dostęp do wody. Żyzność gleby decyduje o plonach. Wpływa na opłacalność produkcji rolniczej. Im większa pojemność kompleksu sorpcyjnego, tym lepsza żyzność. Gleba skuteczniej zaopatruje rośliny. Ogranicza też wypłukiwanie składników.
Współczesne wyzwania wymagają zmian. Susze, spadek próchnicy, degradacja struktury to problemy. Zakwaszenie gleby jest kolejnym wyzwaniem. Wymuszają zmianę podejścia do gleby. Wysokie wysycenie kompleksu zasadami (powyżej 85%) wskazuje na dobry stan fizykochemiczny.
Wpływ nawożenia i agrotechniki na kompleks sorpcyjny
Systematyczne nawożenie obornikiem i wapnowanie poprawia kompleks. Zwiększa pojemność kompleksu sorpcyjnego. Rośnie suma zasad i wysycenie zasadami. Poniższa tabela przedstawia wpływ nawożenia i wapnowania na parametry gleby.
| Parametr | Bez obornika | Z obornikiem | Bez obornika (kontrola) | Z obornikiem (kontrola) | Po wapnowaniu | Po wapnowaniu (kontrola) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| pH w KCl | 6.2 | 5.9 | 4.0 | 6.2 | 6.1 | 4.5 |
| Pojemność sorpcyjna (cmol (+)/kg) | 5.2 | 5.35 | 5.18 | – | 7.38 | 7.81 |
| Suma zasad (cmol (+)/kg) | 4.33 | 4.42 | 2.82 | – | 6.41 | 6.68 |
| Stopień wysycenia zasadami (%) | 83 | 83 | 54 | – | 87 | 86 |
| Kapilarna pojemność wodna (%) | 31.8 | 31.7 | 31.5 | – | 32.7 | 32.2 |
Dane te pokazują, że wapnowanie znacząco zwiększa pojemność sorpcyjną. Podnosi także sumę zasad i stopień wysycenia zasadami. Nawożenie obornikiem również wpływa pozytywnie. Poprawia parametry gleby. Od 1995 roku prowadzony jest monitoring chemizmu gleb. Wykazuje spadek kationów zasadowych. Wyjątkiem są potas i sód.
Metody badania kompleksu sorpcyjnego
Oznaczanie kationów wymiennych odbywa się w laboratorium. Kationy są wyparte do roztworu. Analizuje się je metodami miareczkową lub absorpcji atomowej. Stosuje się też fotometrię płomieniową. Suma zasad S obejmuje kationy Ca2+, Mg2+, K+, Na+.
Oznaczanie kwasowości wymiennej polega na miareczkowaniu. Wyparte jony H+ i Al3+ są analizowane. Oznaczanie kwasowości hydrolitycznej też opiera się na miareczkowaniu. Jony H+ i Al3+ są wypierane octanem sodowym lub wapniowym. Stosuje się różne roztwory ekstrakcyjne. Przykłady to BaCl2 + trójetyloamina czy CH3COONa.
Wzory do obliczeń kwasowości są specyficzne. Dla kwasowości wymiennej H_w używa się wzoru (V_0 – V) ⋅ m ⋅ 10. Dla kwasowości hydrolitycznej H_h stosuje się V ⋅ m ⋅ 5 ⋅ 1,5. Wartości V i V_0 to zużycie odczynników w miareczkowaniu.
Podsumowanie
Kompleks sorpcyjny jest niezbędny dla żyznej gleby. Magazynuje składniki pokarmowe. Reguluje pH i retencję wody. Jego właściwości można poprawiać. Kluczowe są nawożenie organiczne i wapnowanie. Zrozumienie kompleksu sorpcyjnego pozwala na lepsze zarządzanie glebą. Prowadzi to do zwiększenia plonów. Wspiera zrównoważone rolnictwo.
Dlaczego gleby lekkie szybciej się zakwaszają?
Gleby lekkie mają mniejszy kompleks sorpcyjny. Mają mniej minerałów ilastych i próchnicy. Zdolność buforowania jest mniejsza. Dlatego szybciej reagują na czynniki zakwaszające. Wymagają częstszego wapnowania.
Czy nawozy mineralne zawsze pogarszają strukturę gleby?
Nawozy mineralne mogą pogarszać strukturę gleby. Dzieje się tak przy długotrwałym stosowaniu. Szczególnie, gdy wypierają jony wapnia. Ważne jest zbilansowane nawożenie. Łączenie nawozów mineralnych z organicznymi jest korzystne. Poprawia to ogólny stan gleby.
Zobacz także:
- Wapnowanie gleby – klucz do zdrowego ogrodu i wysokich plonów
- Skład i właściwości gleby – klucz do żyzności i zdrowych upraw
- Wapnowanie gleby – klucz do zdrowych i obfitych plonów
- Gleby bielicowe i proces bielicowania – charakterystyka, powstawanie i znaczenie
- Wapnowanie gleby i bielenie – klucz do zdrowia i trwałości
Dodaj komentarz