pH tal, apnjenje in dostopnost hranil na njivah

1. pH tal, apnjenje in dostopnost hranil na njivah Doc. Dr. Rok Mihelič Biotehniška fakulteta, Ljubljana rok.mihelic@bf.uni-lj.si Lombergarjevi dnevi, 2. poljedelski posvet Pivola, 5. december 2012

2. Vsebina predstavitve • Pomen apnjenja njivskih tal; • Pomen apnenca v primerjavi z drugimi sredstvi za apnjenje; • Ekonomičnost apnjenja

3. Alkalnost (bazičnost) ali kislost tal glede na pH vrednost

4. Vzroki poslabšanja rasti na poljih (rezultati večletnih poljskih poskusov iz vzhodne Nemčije; W. Zorn TLL Jena)

5. Viri stalnega zakisovanja tal:kisel dež, izpiranje Ca in Mg iz tal, gnojenje, odvzem s pridelki Pri razkroju organskih ostankov v tleh se tvorijo organske in anorganske kisline; Z rastlinskimipridelki iz tal odvzamemo poglavitna bazična kationa, Ca in Mg; Kisle padavine Produkti izgorevanja fosilnih goriv iz toplarn, termoelektrarn, druge industrije in prometa se vračajo na površino tal v obliki kislih padavin kot dušikova in žveplena kislina. Izpiranje Ca in Mg se iz tal izpirata pogosto v povezavi z izpiranjem nitrata (NO3-). Gnojila z amonijskim dušikom Amonij vsebujoča gnojila zakisujejo tla, ker se pri nitrifikaciji amonija sproščajo klisli vodikovi protoni (NH4). Potrebujemo do 7 kg CaCO3 za vsak kg nitrificiranega amonijskega dušika. V dolgoletnih poljskih poskusih so ugotovili, daza sprotno nevtralizacijov tleh nastajajočih kislin potrebujemo celo 1000 kg apnenca - CaCO3/ha letno.

6. Tvorba dušikovih in žveplovih oksidov pri izgorevanju fosilnih goriv

7. V srednji Evropi se iz tal izpirajo baze, zato pride po naravni poti do zakisanja tal, če ne apnimo.(C. Welp, IstitutfürBodenkunde, Uni Bonn, 2002) Območje Al-toksičnosti in pomanjkanja hranil

8. Stanje pH tal v Sloveniji

9. Avtor: Zita Flisar-Novak, 2011

11. Če se pH oceana zmanjša le za 0,1 enote, se že raztopi oklep polžkov iz kalcijevega karbonata (1)(vir: NationalGeografic Slovenija, št. 5, 2011)

12. 45. dan polžkov oklep izgine(vir: NationalGeografic Slovenija, št. 5, 2011) Tla imajo veliko sposobnost izravnave (puferno sposobnost), zato se ne zakisajo tako hitro kot voda. Vendar, ko se enkrat ravnotežje poruši, ga je težje ponovno vzpostaviti.

13. Talni delci obdani z vodnim filmom Talni delec Koreninski lasek Rastlini dostopna voda Koreninski lasek Zrak v porah Talna voda Izmenjava kationov v tleh

14. Vpliv pH tal na lastnosti tal, mikrobno aktivnost in dostopnost hranil

15. S katerimi sredstvi lahko nevtraliziramo kislost tal? odgovor: z bazami ali s solmi, ki delujejo bazično CaCO3 (apnenec) CaMg(CO3)2 (dolomit) CaO (apno oz. žgano apno) Ca(OH)2 (gašeno oz. hidratizirano apno) Apno in gašeno apno delujeta hitro, vendar sta zelo agresivna za žive organizme v tleh (deževnike, korenine rastlin), zato ju smemo odmerjati le malo naenkrat (od 1 t CaO/ha na lahkih do največ 3 t CaO/ha na težkih tleh) in še to najbolje pozno jeseni ali pozimi, ko organizmi v tleh niso aktivni. Apnenec in dolomit nista agresivna; pH talne raztopine se po vnosu apnenca v tla poveča le nekoliko nad nevtralno vrednostjo, četudi damo zelo velike odmerke. Dolomit ima tršo kristalično strukturo kot apnenec, zato se počasneje raztaplja  mora biti fino mlet. Ni priporočljivo odmerjati več kot 2 - 4 t/ha dolomita v obdobju 2 - 4 let, ker se v tleh lahko nakopiči preveč dostopnega Mg  anatagonizem s Ca in K ter disperzija talnih koloidov in poslabšanje strukture tal! • Sadra (CaSO4x2H2O) deluje nevtralno, ker je sol enakovredno močnih baze, Ca(OH)2 in kisline, H2SO4

16. Pomembne meritve apnenega materiala Kemijska oblika: karbonat, hidroksid, oksid Nevtralizacijska vrednost: količina CaCO3, ki ima enako nevtralizacijsko vrednost kot 100 kg apnenega materiala: CaCO3 = 100; CaO = 178; Ca(OH)2 = 132 Reaktivnost: časovna odvisnost delovanja apna pri definiranih razmerah Specifična površina delčkov(povezano s trdoto: bolj ko je trd apnenec, manjša je specifična površina)

17. H+ Talni koloid + CaCO3            Talni koloid-Ca++ + H2O + CO2     H+ Nevtralizacija kislosti tal Apno deluje hitro: CaO + 2H+ Ca2+ + H2O Apnenec deluje postopno: CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3- HCO3- + H+ H2O + CO2

18. Mikroskopski sliki zrnca apnencatrdmehek(vidna večja specifična površina) Bolj ko so delci drobni, hitrejše je delovanje apnenca. Predvsem mladi, mehki apnenci so bolj primerni za apnjenje, ker so bolj topni ter sorazmerno hitro preperevajo.Tak je npr. litavski apnenec iz Zagorja (apnenec IGM), ki je zelo krhek, dobro vodotopen in visoko hidroskopičen.

20. Mehki naravni apnenec je idealno sredstvo za melioracijo kislih tal • Ni agresiven; • Deluje postopno; • Njegov učinek traja dalj časa; • Prijazen za kmeta: lahko se skladišči na robovih njiv, se ne praši...; • Cenovno je zelo ugoden. Pomembna razlika od apna: apnenec lahko brez škode za rastline in okolje damo v tla v zelo velikih odmerkih – tudi bistveno več kot 10 ton/ha (odvisno od tipa tal).

21. Določitev odmerkov za apnjenječim lažja so tla in čim več humusa vsebujejo, tem nižja je optimalna pH vrednost. • Odmerki se določijo na podlagi pH tal, vsebnosti humusa ter glede na vrsto tal (teksturo). • Apnjenje se razlikuje tudi glede kulture (travnik ali njiva). • Na travinju je optimalna pH vrednost za 0,5 do 1 pH enote manjša kot na njivah. • Lažja tla se apni vsake 3 - 4 leta, težka pa na 4 - 6 let. • Apneno sredstvo je priporočljivo zadelati v tla.

22. Odmerki za apnjenje (meritve pH v kloridu)

23. Strukturo tal, dostopnost vode v tleh, izmenjavo plinov; je vir Ca in Mg; poveča dostopnost N, P, K, Mo…; kakovost humusa... IZBOLJŠA APNJENJE Življenje talnih organizmov in mineralizacijo organske snovi Presežek organskih kislin; kopičenje toksičnih Al in Fe spojin SPODBUJA ODSTRANI ZMANJŠA Dostopnost težkih kovin Pomen apnjenja za tla

24. Medsebojno povezovanje koloidnih delcev tal s kationskim mostom tvorba obstojnih strukturnih agregatov tal

25. Z apnjenjem izboljšamo strukturo tal in olajšamo obdelavo

26. Odzivnost pomembnih poljščin na pH vrednost tal • Pri velikem deležu krompirja, rži ali ovsa v kolobarju lahko gospodarimo pri nižjem pH tal; • ječmen, pšenica, hmelj in ogrščica potrebujejo več apnenca. • Posebej veliko apnenca potrebujejo nekatere metuljnice (fižol, grah, lucerna, večina detelj).

27. Vpliv vrste na spremembo pH tal med rastjo (črna detelja : trpežna ljulka) pH Število košenj Črna detelja Trpežna ljulka

28. Povečani pridelki lucerne zaradi apnjenja

29. V optimalnem pH območju je dostopnost hranil izrazito večja Relativna učinkovitost fosforja glede na pH tal

30. Koruza in ječmen sta občutljiva na kisla tla Nekroze na ječmenu zaradi zakisanja tal in posledičnega presežka mangana

31. Povečanje pridelka jarega ječmena v odvisnosti od pH tal Pridelek zrnja (dt/ha) pH tal

32. Poljski poskus z apnencem v Moškanjcih (kmetija Majerič); oljna ogrščica 2008/09

33. Poljski poskus z apnencem v Moškanjcih (kmetija Majerič)

34. Okvirne cene nekaterih apnenih materialov na slovenskem trgu

35. Apnjenje kot dolgoročna investicija Modelni primer: • pridelek zrnja pšenice na kislih tleh: 4 t/ha; • na optimalnih tleh: 6 t/ha • Cena zrnja = 200 €/t Vzdrževalno apnjenje Meliorativno apnjenje Investicija za apnjenje: 1. leto 10 t/ha apnenca = 360 €; 6. leto 5 t/ha apnenca za vzdrževanje = 180 €. Dodaten prihodek v 10 letih na tleh z apnjenjem je 3200 € minus 540 € (stroški za apnjenje) = 2660 €/ha dobička.

36. Zaključek • Apnjenje, po možnosti s kakovostnim mehkim naravnim apnencem, ki ga ima Slovenija v izobilju, bi izboljšalo rodovitnost tal ter obenem povečalo in izboljšalo pridelke, ki bi bili bolj odporni na škodljivce in sušo. • Apnjenje je učinkovit ukrep za izboljšanje ekonomičnosti kmetijske pridelave: • Večje pridelke ter s tem bolj rentabilno proizvodnjo in boljšo kakovost tal oz. celotnega agroekosistema bi ohranjali z rednim vzdrževalnim apnjenjem na vsake 4 do 6 let z majhnimi stroški (strošek 20 do 70 €/ha letno).

37. Za uspešno trošenje apnenca potrebujemo ustrezen trosilec Velika nasipnica Čvrsto podvozje Široka kolesa Pomično podajalno dno Izmetni krožniki za enakomeren raztros Količina trošenja enakomerna, ne glede na hitrost vožnje