Wpływ wapnia i zabiegu wapnowania na plonowanie roślin

Wapń to jeden z kluczowych makropierwiastków niezbędnych do prawidłowego rozwoju roślin. Jego udział w masie skorupy ziemskiej wynosi około 3,6 proc., co czyni go znacznie bardziej rozpowszechnionym niż inne makroskładniki, takie jak potas, magnez czy fosfor. W glebie uprawnej wapń pełni szczególnie istotną rolę – jest dominującym kationem zarówno w kompleksie sorpcyjnym, jak i w roztworze glebowym.

Szacuje się, że od 60 do 80 proc. pojemności kompleksu sorpcyjnego gleby jest związane właśnie z jonami wapnia. Głównym źródłem tego pierwiastka w glebie są minerały wapienne, m.in. kalcyt, dolomit, hornblenda, gips i fosforyt. Ilość dostępnego wapnia zależy jednak przede wszystkim od rodzaju skały macierzystej, z której gleba powstała, oraz od intensywności procesów wietrzenia i przemywania.

Optymalny poziom wapnia w glebie dla różnych upraw

Zawartość wapnia w roztworze glebowym najczęściej wynosi od 200 do 300 mg Ca²⁺∙dm⁻³, co jest wartością optymalną dla większości roślin rolniczych. W przypadku warzyw wymagania są znacznie wyższe – kapustne potrzebują co najmniej 800 mg Ca²⁺∙dm⁻³, a seler nawet do 2000 mg Ca²⁺∙dm⁻³.

Zdolność roślin do pobierania jonów wapnia jest w dużej mierze uwarunkowana genetycznie. Badania wykazują, że rośliny jednoliścienne pobierają zazwyczaj mniejsze ilości wapnia niż rośliny dwuliścienne. Ostateczne ilości wapnia pobierane przez system korzeniowy zależą również od warunków wodnych – pierwiastek ten, podobnie jak inne składniki mineralne, transportowany jest z wodą, a jego dostępność zmniejsza się przy niedoborze wody w glebie.

Pobieranie wapnia przez rośliny – czynniki ograniczające

Wapń pobierany jest przez korzenie roślin razem z wodą, dlatego jego dostępność zależy w dużej mierze od warunków wilgotnościowych. W warunkach polowych niedobór wody w glebie ogranicza transpirację, a tym samym utrudnia przemieszczanie się jonów Ca²⁺ do strefy korzeniowej. W konsekwencji rośliny nie są w stanie skutecznie pobierać składników mineralnych, nawet jeśli są one obecne w glebie w odpowiednich ilościach.

Po pobraniu wapń transportowany jest głównie ksylemem do nadziemnych części roślin. Około 60 proc. jego całkowitej zawartości gromadzi się w ścianie komórkowej, gdzie tworzy kompleksy z pektynami i celulozą – szczególnie istotna jest obecność pektynianu wapnia w blaszce środkowej komórek.

Wapń jako regulator procesów fizjologicznych roślin

Wapń pełni kluczową funkcję w wielu procesach fizjologicznych roślin. Jest nie tylko elementem strukturalnym ściany komórkowej, ale również kofaktorem wielu enzymów, takich jak ATPaza, fosfolipaza czy amylaza. Jego obecność jest niezbędna w trakcie podziałów komórkowych zachodzących w merystemach – szczególnie podczas tworzenia systemu korzeniowego i włośników, które decydują o zdolności rośliny do pobierania składników pokarmowych i budowy plonu.

Zbyt niski poziom wapnia może zahamować anafazę w podziale komórkowym, co bezpośrednio ogranicza wzrost roślin. Przykładem praktycznym tego zjawiska jest zaburzenie wzrostu łagiewki pyłkowej u kukurydzy, skutkujące niepełnym zaziarnieniem kolb. W organach generatywnych roślin, takich jak owoce i nasiona, naturalnie występuje niska koncentracja wapnia, co dodatkowo zwiększa ryzyko objawów jego niedoboru.

Wapń, wspólnie z potasem (K⁺), reguluje gospodarkę wodną roślin poprzez kontrolowanie otwierania i zamykania aparatów szparkowych. Rośliny odpowiednio odżywione wapniem dłużej utrzymują zielony kolor, są aktywne fotosyntetycznie, co sprzyja wzrostowi plonów. Dodatkowo, wapń bierze udział w kontroli procesu fotolizy wody w fazie świetlnej fotosyntezy.

Rycina 1. Struktura ściany komórkowej z udziałem wapnia – źródło stabilności komórek roślinnych

Wapnowanie jako źródło wapnia i sposób regulacji odczynu gleby

Poza naturalnymi źródłami wapnia w glebie, takimi jak skały macierzyste czy procesy wietrzenia, ważną rolę w jego uzupełnianiu odgrywają nawozy wapniowe. Stosowanie ich nie tylko pokrywa potrzeby pokarmowe roślin, ale także przyczynia się do regulacji odczynu gleby, który ma kluczowe znaczenie dla dostępności składników odżywczych i ogólnej żyzności.

Zakwaszenie gleb jest zjawiskiem naturalnym, szczególnie w warunkach klimatycznych Polski, ale może być również nasilone przez działalność człowieka. Coroczne straty wapnia w glebie szacuje się na co najmniej 140 kg CaO·ha⁻¹, a w intensywnie użytkowanych gospodarstwach, zwłaszcza przy nawożeniu azotowym i w rejonach przemysłowych, mogą przekraczać 250 kg CaO·ha⁻¹.

Tabela 1. Średnie pobranie wapnia (CaO) z plonem głównym wybranych roślin uprawnych

Skutki zakwaszenia gleby dla zdrowia i plonów roślin

Zakwaszenie gleby prowadzi do szeregu niekorzystnych zjawisk wpływających zarówno na wzrost roślin, jak i jakość oraz wysokość plonów. Jednym z głównych problemów jest wzrost mobilności glinu w środowisku glebowym, szczególnie przy pH 5,0 i niższym. Toksyczne działanie jonów glinu hamuje rozwój systemu korzeniowego, powoduje zamieranie włośników i ogranicza transport wody oraz składników mineralnych do nadziemnych części roślin.

Zakwaszone gleby charakteryzują się także podwyższonym stężeniem manganu oraz zbyt dużą koncentracją kationów wodoru i glinu, co zaburza równowagę jonową. Dodatkowo obserwuje się w nich bardzo niską zawartość fosforu, potasu i magnezu. Niedobory tych makropierwiastków – nawet przy stosowaniu wysokich dawek nawozów azotowych – uniemożliwiają uzyskanie wysokich plonów.

Rośliny uprawiane na zakwaszonych glebach wykazują mniejszą odporność na suszę, niskie temperatury oraz choroby i szkodniki. Ich wzrost jest zahamowany, a w skrajnych przypadkach może dojść do całkowitego zamierania upraw.

Znaczenie utrzymania optymalnego pH gleby

Wartość pH gleby jest jednym z najważniejszych wskaźników jej żyzności i decyduje o efektywnym wykorzystaniu składników pokarmowych przez rośliny. Gleby użytkowane rolniczo powinny charakteryzować się odczynem mieszczącym się w zakresie od 5,5 do 7,0 – przy czym dolna granica dotyczy gleb lekkich, a wyższa – cięższych. Utrzymanie optymalnego pH pozwala ograniczyć toksyczność glinu i manganu oraz poprawia dostępność fosforu, potasu, magnezu i wapnia.

Jedynym skutecznym sposobem regulowania odczynu gleby jest zabieg wapnowania. Gleby bardzo kwaśne i kwaśne, których udział w Polsce wynosi aż 42 proc., występują szczególnie często w województwach łódzkim, mazowieckim, podkarpackim i podlaskim. W takich przypadkach niezbędne jest zastosowanie znacznych dawek wapna nawozowego w celu przywrócenia właściwego pH gleby.

Praktyczne wskazówki dotyczące wapnowania

Planując wapnowanie, warto uwzględnić różnice w wymaganiach roślin uprawnych względem odczynu gleby. Szczególnie dobrze reagują na pH w zakresie 6,0-7,5 gatunki takie jak pszenica, jęczmień, kukurydza, buraki cukrowe, rzepak, soja oraz inne rośliny motylkowate. W ich przypadku zaleca się stosowanie wapna pylistego, np. Kujawit lub Radkowit (z dodatkiem magnezu), najlepiej pod przedplon.

Jeśli z różnych względów nie zastosowano wapna przed siewem rośliny głównej, drugim dogodnym terminem jest okres pożniwny. Pozwala on dokładnie wymieszać nawóz z glebą i daje czas na stabilizację odczynu przed kolejnym sezonem wegetacyjnym.

Według badań Pietra i Krysztoforskiego (2022) model wapnowania co 3-4 lata jest niewłaściwy, ponieważ prowadzi do sinusoidalnych wahań pH gleby. Takie zmiany powodują zaburzenia biologiczne, chemiczne i fizyczne w funkcjonowaniu gleby. Skuteczniejsze jest utrzymywanie pH na stałym poziomie, minimum 6,0 – co pozwala roślinom lepiej wykorzystywać składniki mineralne, rozwijać zdrowy system korzeniowy i wspiera mikroflorę glebową odpowiedzialną m.in. za wzrost zawartości próchnicy.

W przypadku krótkiego odstępu czasu między zbiorem przedplonu a siewem rośliny silnie reagującej na pH gleby, rekomenduje się pogłówne zastosowanie granulowanego wapna węglanowego np. Polcalc III Generacji® – po wschodach roślin.

FAQ – wapń, wapnowanie i plonowanie roślin

Autor wpisu

Polcalc to uznana i solidna marka nawozów wapniowych. Od 2009 roku wspieramy rolników w osiąganiu lepszych plonów, oferując innowacyjne produkty i dzieląc się wiedzą opartą na doświadczeniu w terenie. Nasze rozwiązania łączą najwyższą skuteczność z nowoczesną technologią, tym samym pomagamy dbać o żyzność gleby i opłacalność upraw.

Dowiedz się więcej o autorze