Podsumowanie wyników badań

Właściwości sorpcyjne gleby

Kwasowość hydrolityczna gleb opisuje potencjalną kwasowość gleby i jest związana z jonami wodoru (H+) i glinu (Al3+) kompleksu sorpcyjnego i roztworu glebowego. Parametr ten stanowi miarę całkowitej kwasowość gleby.

W przedziale czasowym objętym programem Monitoringu (1995-2010) poziom kwasowości hydrolitycznej nie uległ zasadniczym zmianom na poziomie całej grupy profili. W roku 2010 wartości kwasowości hydrolitycznej występowały w zakresie 0,53 - 10,2, a średni poziom wynosił 2,81 cmol(+) kg-1. Statystyki te były zbliżone do obserwowanych w poprzednich okresach badawczych.

Praktyczne zastosowanie parametru kwasowości hydrolitycznej polega na określeniu na jej podstawie dawki wapna, równoważnej dawce czystego CaO w t/ha, niezbędnej do neutralizacji kwasowości związanej z obecnością jonów wodoru obecnych w roztworze glebowym jak i w kompleksie sorpcyjnym. W roku 2010 dawka wapna niezbędna do neutralizacji zakwaszenia wynosiła od 0,47 do 8,57 tony CaO na hektar, przy średniej 2,36. Przyjmuje się, że nie ma konieczności wapnowania gleb, w przypadku których dawka wapna CaO wyliczona na podstawie kwasowości hydrolitycznej nie przekracza 1 t ha-1. Przy takim założeniu, wapnowanie o różnej pilności jest wymagane w przypadku prawie 87% profili (187 profili) a dla 8% profili konieczna dawka CaO przekracza 4 t ha.

Kwasowość wymienna pochodzi od jonów H+ i glinu Al3+ ujawniających w glebach kwaśnych o pHKCl < 5,5. Przy silnym zakwaszeniu, np. pHKCl<4,5, o kwasowości wymiennej w większym stopniu decydują jony glinu Al3+. Wolne jony glinu są toksyczne dla roślin i w dużych stężeniach uszkadzają korzenie roślin. Średnie wartości kwasowości wymiennej i zawartości glinu wymiennego nie różniły się istotnie w kolejnych okresach badawczych. Istotną informacją jest liczba profili w jakich kwasowość wymienna występowała: 93, 89, 87, 115, odpowiednio w latach 1995, 2000, 2005 i 2010.

Kompleks sorpcyjny gleby jest wysycony kationami o charakterze zasadowym (główne to Ca2+, Mg2+, K+, Na+) oraz charakterze kwaśnym (H+ i Al3+). Kationy zasadowe związane wymiennie stanowią zasadniczą pulę składników pokarmowych, które mogą zostać pobrane przez rośliny po ich przejściu do roztworu glebowego. Obecność dwuwartościowych kationów o charakterze zasadowym w kompleksie sorpcyjnym wpływa również korzystnie na właściwości fizyczne gleby. Kationy o charakterze zasadowym pełnią też rolę buforową w stosunku do zmian odczynu.

Zawartość kationów zasadowych w glebach punktów monitoringowych nie zmieniła się zasadniczo w kolejnych latach.

Kationowa pojemność sorpcyjna jest w największym stopniu kształtowana przez zawartości iłu koloidalnego i próchnicy oraz wartość odczynu – wzrasta wraz ze wzrostem zawartości próchnicy i iłu oraz wartości pH. Zdolności sorpcyjne gleb mają istotne znaczenie w zakresie zaopatrzenia roślin w składniki pokarmowe – w glebach o dużej pojemności sorpcyjnej składniki dostarczone z nawozami (np. azot amonowy, potas, magnez) nie są wymywane w głąb profilu glebowego i do wód gruntowych lecz uruchamiane z kompleksu sorpcyjnego w okresie rozwoju roślin. Pojemność sorpcyjna ma również kluczowe znaczenie dla migracji i biodostępności metali śladowych. W glebach nadmiernie zanieczyszczonych metalami (np. kadmem lub ołowiem) duża pojemność sorpcyjna ogranicza wymywanie oraz transfer metali do łańcucha żywieniowego.

Wielkość pojemności sorpcyjnej gleby jest w zasadzie cechą stałą i nie ulega zasadniczym zmianom o ile nie dochodzi do znacznego nagromadzenia materii organicznej (np. nawożenie organiczne) lub wyraźnej zmiany odczynu. Pewnym zmianom podlegać może proporcja pomiędzy udziałem jonów kwasowych i zasadowych.

Wysoki stopień wysycenia kompleksu glebowego zasadami wpływa korzystnie na właściwości fizyczne gleb, np. strukturę a także na procesy gromadzenia materii organicznej i jej jakość. Ponadto, im większe jest wysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (Ca, Mg), tym większe są zdolności buforowe gleb. Proces buforowania w tym przypadku polega na wypieraniu jonów Ca2+ i Mg2+ z kompleksu sorpcyjnego przez kationy kwaśne H+ i Al3+, które zajmują ich miejsce. Określa się, że stopień wysycenia zasadami w glebach lekkich nie powinien być niższy niż 40% a w glebach ciężkich 70%.

W roku 2010 zaobserwowano nieco niższe wartości średnie i środkowe wysycenia kompleksu sorpcyjnego zasadami niż w poprzednich okresach. Trudno w tym przypadku mówić o wyraźnym procesie degradacji, obserwacja ta wskazuje jednak na potrzeby uzupełniania kationów zasadowych, szczególnie wapnia poprzez zabiegi wapnowania.


Właściwości sorpcyjne gleby Jednostka Wartość Rok
1995200020052010
Kwasowość hydrolityczna (Hh) cmol(+)*kg-1 minimum 0.52 0.38 0.53 0.53
maksimum 7.80 8.05 8.47 10.20
średnia 2.78 2.62 2.57 2.81
mediana 2.77 2.53 2.40 2.78
Kwasowośc wymienna (Hw) cmol(+)*kg-1 minimum 0.00 0.00 0.00 0.00
maksimum 3.22 3.36 3.62 3.20
średnia 0.35 0.29 0.24 0.33
mediana 0.00 0.00 0.00 0.16
Glin wymienny "Al" cmol(+)*kg-1 minimum 0.00 0.00 0.00 0.00
maksimum 2.83 3.01 3.25 2.92
średnia 0.26 0.21 0.17 0.23
mediana 0.00 0.00 0.00 0.04
Wapń wymianny (Ca2+) cmol(+)*kg-1 minimum 0.37 0.50 0.39 0.19
maksimum 48.90 50.15 50.34 31.44
średnia 6.62 6.75 6.99 5.92
mediana 4.68 4.99 4.84 4.21
Magnez wymienny (Mg2+) cmol(+)*kg-1 minimum 0.08 0.06 0.04 0.04
maksimum 4.67 4.37 3.83 5.14
średnia 0.75 0.76 0.80 0.88
mediana 0.52 0.60 0.59 0.53
Sód wymienny (Na+) cmol(+)*kg-1 minimum 0.02 0.03 0.01 0.02
maksimum 0.39 0.41 0.23 0.42
średnia 0.08 0.08 0.05 0.09
mediana 0.06 0.06 0.03 0.08
Potas wymienny (K+) cmol(+)*kg-1 minimum 0.07 0.08 0.05 0.05
maksimum 1.77 2.20 1.72 2.22
średnia 0.43 0.42 0.42 0.47
mediana 0.37 0.36 0.36 0.37
Suma kationów wymiennych (S) cmol(+)*kg-1 minimum 0.64 0.72 0.51 0.31
maksimum 10.00 10.00 10.00 10.00
średnia 7.87 8.01 8.25 7.37
mediana 5.78 5.96 6.03 5.41
Pojemność sorpcyjna gleby (T) cmol(+)*kg-1 minimum 3.39 3.24 3.42 3.76
maksimum 54.98 56.52 56.26 39.96
średnia 10.65 10.63 10.83 10.19
mediana 8.57 8.63 8.84 8.47
Wysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi (V) % minimum 13.65 13.98 9.88 7.38
maksimum 98.70 99.07 98.46 97.21
średnia 65.08 67.00 67.73 63.71
mediana 70.24 70.99 71.02 65.14